《传感器习题及部分解答shb0001》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传感器习题及部分解答shb0001（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章传感器的一般特性1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。 作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器1说明电阻应变测试技术具有的独特优点。(1) 这类传感器结构简单，使用方便，性能稳定、可靠； (2)易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距测 量和遥测；(3)灵敏度高，测量速度快，适合静态、动态测量；(4)可以测量各种物理量。2、一台采用等强度梁的电子秤，在梁的上下两面各贴有两片灵敏系数均为k = 2的金属箔式应变片做成秤重传感器。已知梁的L = 100mm , b=11m
2、m , h= 3mm，梁的弹性模量 E=2.1 X104 N/mm 2。将应变片接入直流四臂电路，供 桥电压Usr =12V。试求：秤重传感器的灵敏度 (V/kg)?;& =6FL/bh2E3 一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm，内径18mm .在其表面粘贴八个应变片，4个沿轴向粘贴，4个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120欧，灵敏度为2，泊松系数0. 3,材料弹性模量 E=2.1x1011Pa。要求；(1) 给出弹性元件贴片位置及全桥电路；(2) 计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；(3) 当桥路的供电电压为IOV时，计算传感器的输出电压 解
3、: (1).全桥电路如下图所示D台吕吕吕 *i 虽 曲 叭(2).圆桶截面积/二打(0-八)二旳了幻0应变片1、2、3、4感受纵向应变；込=屯 =Eg = 耳=片应变片5、6、7、8感受纵向应变;满量程时:山&二山尽二二A&二哄R = K R=2 OxlOxlO3597x10x2 lxlO11xl20 =0 191Q(3)3(2.043V(2.0V22+6FIKUi2F输 出输 岀Uo2u )2u )UoKuUo6 10 66 10 3Uo3 10 6 V3 10 3 VUoUoKu32 112.1 1044K44第3章光电式传感器1什么是光电效应？什么是内、外光电效应 ？h袞3 止化=ATt
4、j. = 0.3孩 0.19 1 = 0.05/31 qpx20x(K 0.3)rr = 1 小1 h F21;59 7xl0x2 lxlOu4、以阻值R=120Q，灵敏系数 K=2.0的电阻应变片与阻值120 Q的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2卩&和2000卩&时，分别求出单臂、双臂差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。解：依题意单臂：5、一台采用等强度梁的电子称，在梁的上下两面各贴有两片电阻应变片，做成称重传感器，如图2-12 (见教材,附下)所示。已知 l=10mm , b0=11mm , h=3mm , E=2.1 x 104N/m
5、m 2, K=2，接入直流四臂差动电桥，供桥电 压6V，求其电压灵敏度(Ku=U0/F)。当称重0.5kg时，电桥的输出电压 U0为多大？6FIh2b0E当上下各贴两片应变片，并接入四臂差动电桥中时，其输出电压:=3.463 X0-3 (V/N)=3.463(mV/N)当称重 F=0.5kg=0.5 X9.8N=4.9N时，输出电压为U0 =Ku F=3.463 44解：(1)根据螺管式电感传感器电感量计算公式，得 0 W22FA10 72r1 crc暫 10 523210 100.46 H差动工作灵敏度：10 930006 12 109Kl22122410780023 210 10 31 1
6、06 3000/mm151.6 /m 151.6m(2) 当f=1000Hz时，单线圈的感抗为Xl = WL0 =2 n L0 =2 nX1000 0.46=2890( Q )显然Xl 线圈电阻R0,则输出电压为U。E L2 L。测量电路的电压灵敏度为KuU。1.8V2 0.461.96V/1.96mV/m而线圈差动时的电感灵敏度为L 2L0Kl =151.6mH/mm，则该螺管式电感传感器及其测量电路的总灵敏度为K Kl Ku151.6m /mm 1.96mV/m=297.1mV/mm6、有一只差动电感位移传感器，已知电源电Usr=4V , f=400Hz，传感器线圈铜电阻与电感量分别为R=40 Q , L=30mH，用两只匹配电阻设计成四臂等阻抗电桥，如习题图3-16所示，试求：(1) 匹配电阻R3和R4的值；(2) 当厶Z=10时，分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值；用相量图表明输出电压 U sc与输入电压U sr之间的相位差。 解：(1)线圈感抗Xl= L=2 fL=2 40
