傳感器與檢測技術(shù)期末考試試卷及答案

△A/YF.S×100%，并由題意已知：A=0.5%，YF.S=（1200—600）℃，得最大允許絕對誤差A(yù)=A.YF.S=0.5%×（1200—600）=3℃此溫度傳感器最大允許絕對誤差為3℃。檢驗(yàn)?zāi)滁c(diǎn)的最大絕對誤差為4℃，大于3℃，故此傳感器不合格。366、已知某溫度計(jì)測量范圍0~200℃。檢測測試其最大誤差△Ymax=4℃，求其滿度相的誤差，并根據(jù)精度等級標(biāo)準(zhǔn)判斷精度等級。解：YFS=200－0=200由A=ΔA/YFS＊100％有A＝4/200＊100％＝2％。精度特級為2.5級。367、檢定一臺1.5級刻度0~100Pa壓力傳感器，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)50Pa處誤差最大為1.4Pa，問這臺壓力傳感器是否合格？解：根據(jù)精度定義表達(dá)式：A＝ΔA/AyFS*100%,由題意可知：A＝1.5％，YFS＝100所以ΔA＝AYFS＝1.5因?yàn)?.4＜1.5所以合格。FFR1R3R2R4計(jì)算題374題圖374、采用四片相同的金屬絲應(yīng)變片（K=2），將其貼在實(shí)心圓柱形測力彈性元件上。如圖（a）所示，力F=1000kg。圓柱斷面半徑r=1cm，楊氏模量E=2×107N/cm2，泊松比=0.3。求（FFR1R3R2R4計(jì)算題374題圖解：（1）按題意采用四個相同應(yīng)變片測力彈性元件，貼的位置如圖374（a）所示。R1、R3沿軸向受力F作用下產(chǎn)生正應(yīng)變1＞0，3＞0；R2、R4沿圓周方向貼則產(chǎn)生負(fù)應(yīng)變2＜0，4＜0。四個應(yīng)變電阻接入橋路位置入圖（b）所示。從而組成全橋測量電路可以提高輸出電壓靈敏度。（2）1＝3＝/E＝F/(SE)＝1000×9.8/（2×3.14×12×2×107）＝1.56×10－4＝1562＝4＝－F/SE＝－0.3×1.56×10－4=－0.47×10－4＝－47△R1/R1＝△R3/R3＝k1＝2×1.56×10－4=3.12×10－4△R2/R2＝△R4/R4＝－k2＝-2×0.47×10－4＝-0.94×10－4376、采用四個性能完全相同的電阻應(yīng)變片（靈敏度系數(shù)為K），將其貼在薄壁圓筒式壓力傳感元件外表圓周方向，彈性元件周圍方向應(yīng)變，計(jì)算題376題圖式中，p為待測壓力，泊松比，E楊式模量，d為筒內(nèi)徑，D為筒外徑?，F(xiàn)采用直流電橋電路，供電橋電壓U。計(jì)算題376題圖要求滿足如下條件：（1）該壓力傳感器有溫度補(bǔ)償作用；（2）橋路輸出電壓靈敏度最高。試畫出應(yīng)變片粘貼位置和相應(yīng)橋路原理圖并寫出橋路輸出電壓表達(dá)式。解：按題意要求圓周方向貼四片相同應(yīng)變片如果組成等臂全橋電路。當(dāng)四片全感受應(yīng)變時，橋路輸出信號為零。故在此種情況下，要求有補(bǔ)償環(huán)境溫度變化的功能，同時橋路輸出電壓還要足夠大，應(yīng)采取參比測量方式即兩片R1、R3貼在有應(yīng)變的圓筒壁上做敏感元件，而另兩貼片R2、R4在不感受應(yīng)變的圓筒外壁上作為補(bǔ)溫元件，如圖（a）所示。然后再將四個應(yīng)變片電阻接入圖（b）橋臂位置上。此時被測壓力變化時，R1、R3隨筒壁感受正應(yīng)變量1>0，3>0。并且1＝3；R2和R4所處位置筒壁不產(chǎn)生應(yīng)變，故2＝4＝0。橋路電壓U0只與敏感元件R1、R3有關(guān)，故把R1和R3放在橋壁上，可獲得較高的電壓靈敏度。則輸出信號電壓U0為另一方面R2、R4放于橋臂上與R1、R3組成的全橋測量電路，當(dāng)環(huán)境溫度變化時產(chǎn)生的電阻變化量均相同，故對環(huán)境溫度變化有補(bǔ)償作用，使?403、一個鐵氧體環(huán)形磁芯，平均長度為12cm，橫截面面積為1.5cm2，平均相對磁導(dǎo)率為μr=2000。求:(1)均勻繞線500匝時的電感；(2)匝數(shù)增加1倍時的電感。解：當(dāng)線圈繞在這種圓形的磁芯上時，電感的計(jì)算公式為44.已知某廠生產(chǎn)的線性繞線電位器參數(shù)為：導(dǎo)線的電阻率ρ=3.14×10-3Ωm，導(dǎo)線橫截面積S=3.14×10-6m2，繞線節(jié)距t＝1mm，電位器骨架的高h(yuǎn)=50mm，寬b=（1）該電位器的電阻靈敏度KR；（2）若通過導(dǎo)線的電流為I=3A，求其電壓靈敏度Ku。解:由線性線繞電位器傳感器電阻靈敏度和電壓靈敏度的定義知，(1分)，(1分)（1分）將已知數(shù)據(jù)代入上式得，（Ω/m）(2分)（V/m）(1分)45.已知某霍爾傳感器的激勵電流I=3A，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5×10-3T，導(dǎo)體薄片的厚度d=2mm，霍爾常數(shù)RH＝0.5，試求薄片導(dǎo)體產(chǎn)生的霍爾電勢UH的大小。解由霍爾效應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)知，(3分)將已知數(shù)據(jù)代入上式得，（V）(3分)45.已知某霍爾傳感器的激勵電流I=5A，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5