傳感器原理作業(yè)

1、實驗一的數(shù)據(jù)處理根據(jù)原始記錄紙上的表 1 1記錄的數(shù)據(jù)得到的 U與 W是:W( g)20202020202020202020U( mV)5556666666計算非線性誤差的公式為：f1m/yFs 100%由上圖可知 m=57-57*R=57-57*0.9992f1m/yFs 100%100%=0.04%思考題：R/ R這一項，所以分析產(chǎn)生非線性誤差的原因。答：電阻阻值的相對變化大時，非線性度越大。在計算是我們忽略了實際測量中，輸出電壓與R/R不呈線性關(guān)系，從而產(chǎn)生了非線性誤差。實驗二的數(shù)據(jù)處理根據(jù)原始記錄紙上的表 21記錄的數(shù)據(jù)得到的U與 W是:W(g)20202020202020202020

2、U( mV)22232323242323232324計算非線性誤差的公式為：f1m/yFs 100%由上圖可知 m = 119 119 、0.9999f1m/yFs 100% 100%=0.008%由此可見使用板橋測量電路幾乎不存在非線性誤差 思考題：分析為什么半橋的輸出靈敏度比單臂時高了一倍，而非線性誤差也得到了改變？答：差動電橋安裝了兩個工作應變片，一個受拉應變，一個受壓應變， 所以通過計算與分析 可知，在相同條件下，差動電橋電壓靈敏度是單臂工作室的兩倍， 同時還具有溫度補償作用， 輸出電壓與 R/R呈線性關(guān)系，股也大大改善了非線性誤差。實驗三的數(shù)據(jù)處理根據(jù)原始記錄紙上的表 31記錄的數(shù)據(jù)

3、得到的U與 W是:W(g)20202020202020202020U( mV)12121211131211121212計算靈敏度公式為： S U / W ；以下圖為輸出電壓與所加負載的關(guān)系圖o o O5 52 2 1由上圖我們可知計算非線性誤差的公式為：f1m/yFs 100%由上圖可知m = 231 231 R 231 2311.0000 0f1m/yFs 100% =0/200 100%=0由此可見使用全橋測量電路不存在非線性誤差 思考題：比擬單臂、半橋、全橋輸出時的靈敏度和非線性度，并從理論上加以分析比擬，得出相應結(jié)論。答：靈敏度的比擬是：單臂 半橋 全橋，非線性度的比擬是：單臂 半橋

4、全橋,單臂工作時接 入了一片應變片，半橋工作時接入了兩片應變片， 而全橋工作時接入了四片應變片， 這就是 他，它們工作時靈敏度和非線性度不同的根本原因， 經(jīng)計算與分析它們的測量電路， 便得到 以上結(jié)論。實驗四的數(shù)據(jù)處理根據(jù)原始記錄紙上的表 41記錄的數(shù)據(jù)得到的 U與 W是:W(g)20202020202020202020U( mV)19202021192119212020計算靈敏度公式為： S U/ W;以下圖為輸出電壓與所加負載的關(guān)系圖:其誤差為:y 1.1333(mV)計算非線性誤差的公式為:fim/yFs 100%由上圖我們可知：S=1.0058g/mV由上圖可知 m=ofim/ yFs

5、 100% =0思考題：分析什么因素會導致電子秤的非線性誤差增大，怎么消除，假設要增加輸出靈敏度,應采取哪些措施？答：環(huán)境因素和實驗器材的校正不準會導致非線性誤差增大，通過屢次校正，通過調(diào)節(jié)變位器可以減小甚至是消除誤差，假設要增加輸出靈敏度可以增加相形放大電路。實驗五數(shù)據(jù)處理根據(jù)原始記錄紙上的表 5 1記錄的數(shù)據(jù)得到的 Vop-p X曲線如下:Vop-pX 曲線o o o o o o o o o o o o4 3 2 1系列】差動變樂器侖觀nm 10分別作出量程為1mm和 3mm靈敏度和非線性誤差:3.627mm ;輸出電壓范圍是：2800mV 1900mVm 2800 2800 R 2800

6、( 10.9981)2.66mVfi 2.66/2800 100%0.095%13.127mm ;輸出電壓范圍是：240mV 3500mV由上圖可知：s2547.31mV/mm計算非線性誤差的公式為:m/yFsm 3500 (1、. R) 3500(1.0.9965) 7mVf2 7/3500 100%0.2%思考題：1、用差動變壓器測量較高頻率的振幅，例如1KHZ的振動振幅，可以嗎？差動變壓器測量頻率的上限受什么影響？答：可以，一般說來，差動變壓器是用于測量位移、壓力、振動等非電量參量的傳感器件的。因而，其靈敏度要求高，線性要好。因而，要采用線性整流電路來進行整流。線性整流 電路的構(gòu)成是：一

7、個將整流電路接到反相運算放大器的反應回路里并在此輸出。運算放大器、整流電路及其外圍電路影響其上限頻率。2、是分析差動變壓器與一般電源變壓器的異同答：差動變壓器一般用于作為檢測元件，而一般變壓器一般作為電源變換部件或者信號轉(zhuǎn)換部件。 以E型為例。一般變壓器的 2個E型鐵芯磁芯是固定在一起的緊耦合，不希望 工作中有任何移動，否那么會產(chǎn)生噪聲，大功率時甚至可能損壞。而差動變壓器的2個E型鐵芯磁芯那么相反。差動變壓器一般分為變面積式和變氣隙式。變面積式差動變壓器的2個E型鐵芯磁芯不是固定在一起的，隨工作需要移動或者旋轉(zhuǎn)。差動變壓器有2個線圈，一個是鼓勵線圈，另一個是檢測線圈， 一般在鼓勵線圈諸如一個固

8、定頻率固定幅度的信 號，通過在檢測線圈中的信號獲取差動變壓器的變化數(shù)據(jù)，進而可以計算出距離、 角度或者速度。實驗七數(shù)據(jù)處理根據(jù)原始記錄紙上的表 71記錄的數(shù)據(jù)得到的幅頻特性曲線如下:幅煩特性莊線十系列1lull0-0003 2 1246310fEHZ思考題：1、提高鼓勵頻率有哪些優(yōu)點？但是過高的鼓勵頻率又會帶來哪些不利因素？應怎樣確定激 勵頻率？答:適當?shù)奶岣吖膭铑l率會是輸出電壓的幅度值也變大，但是當鼓勵頻率過高到超過某一個值的時候，又會使得輸出電壓幅值逐漸減小，所以應將鼓勵頻率控制在小于某個能使輸出電壓幅度值到達最大的那個頻率，然后在這個前提下適當?shù)奶岣吖膭铑l率，得到理想的輸出電壓幅度值。2

9、、假設用差動變壓器式傳感器測量振動，測量的頻率受什么限制？答:運算放大器、整流電路及其外圍電路影響其上限頻率。同時可能受鐵磁材料磁感應頻率響應上限影響。但是原那么上來說沒影響， 因為就算磁材料不響應的高頻，線圈本身的磁場還是有互感現(xiàn)象，只不過早已偏離了線性區(qū)域了，得到的結(jié)論也不準了，需要修正才行實驗八數(shù)據(jù)處理根據(jù)表8 1數(shù)據(jù)作出的電容傳感器位移與輸出電壓關(guān)系圖如下所示:由上圖可知：靈敏度 s 205.54mV/mm計算非線性誤差的公式為：fm/yFsm 585 585 、. R585(10.9978)f 0.64/585 100% 0.11%思考題：1、電容傳感器和電感傳感器相比，有哪些優(yōu)缺點

10、?答：電容器傳感器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，價格廉價，靈敏度高，零磁滯，真空兼容，過載能力強，動態(tài)響應特性好和對高溫、輻射、強振等惡劣條件的適應性強等。缺點是輸出有非線性, 寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯(lián)接電路較復雜等。2、簡述什么是傳感器的邊緣效應，它會對傳感器的性能帶來哪些不利影響？答：電容式傳感器極板之間存在靜電場， 式邊緣處的電場分布不均勻， 造成電容的邊緣效應， 這相當于再傳感器的電容里并聯(lián)了一個電容， 這就叫邊緣效應。 不利影響：會引起極板間的 電場分布不均，導致非線性問題仍讓存在，且靈敏度下降。實驗九數(shù)據(jù)處理根據(jù)表9 1數(shù)據(jù)做出V X曲線如以下圖所示:V-耳曲線0

11、-200(-400-600-800-1000J24Ej+棊列1根據(jù)數(shù)據(jù)計算不同線性范圍時的靈敏度和非線性誤差：首先將所測得的數(shù)據(jù)分成三段，并分別求在這三個不同線性范圍時的靈敏度和非線性誤差 第一段：位移范圍是：一一 -508mV ;其V X曲線如以下圖所示：第一段VX曲線y 二-210. 30X-50. 262RP = 0.9976-3-40.61mV586mV 816mV ；其 VX 曲由上圖可知：靈敏度 s1210.80mV / mm計算非線性誤差的公式為：fm/yFsm 508 508 - R 508(、0.9976 1)0.61/508 100%0.12%第二段：位移范圍是：一 4.4

12、mm ;輸出電壓范圍是: 線如以下圖所示:m2816 816 R 816( 0.9812 1)7.7mV827mV873mV ;其 VX 曲線如27.7/816 100%0.94%第二段：位移范圍是：一 6.6mm ;輸出電壓范圍是:F列圖所示:第三段VX曲線 y 二-22. 364K-732.13RP =) 90«0093091.8883+系列1一線性系列1由上圖可知：靈敏度22.364mV /mm叫 873 873 、R 873(10.9099)340.15/873 100% 4.6%思考題：歸納總結(jié)霍爾元件的誤差主要有哪幾種，各自的產(chǎn)生原因是什么， 應怎樣進行補償。答: 1零位誤差。零位誤差由不等位電勢所造成，產(chǎn)生不等位電勢的主要原因是：兩個霍 爾電極沒有