傳感器原理及應(yīng)用(習(xí)題一)

[例題分析]例1．一臺(tái)精度等級(jí)為0.5級(jí)、量程范圍600～1200℃的溫度傳感器，它最大允許絕對(duì)誤差是多少?檢驗(yàn)時(shí)某點(diǎn)最大絕對(duì)誤是4℃，問此表是否合格?

解：根據(jù)線形度定義，表達(dá)式：并由題意已知：得最大允許絕對(duì)誤差℃此溫度傳感器最大允許絕對(duì)誤差為3℃：此傳感器不合格。3K2例：熱電偶溫度傳感器的輸入電路如圖所示，已知鉑銠-鉑熱電偶在溫度0~100℃之間變化時(shí)，其平均熱電勢(shì)波動(dòng)為6μV/℃，橋路中供橋電壓為4V，四個(gè)電阻(Rl、R2、R3、Rcu)的阻值均為1Ω，銅電阻的電阻溫度系數(shù)為α=0.004/℃，已知當(dāng)溫度為0℃時(shí)電橋平衡，為了使熱電偶的冷端溫度在0~100℃范圍其熱電勢(shì)得到完全補(bǔ)償，試求可調(diào)電阻的阻值R5。圖2-1解：熱電偶冷端補(bǔ)償電勢(shì)

E(t,0)=kt，式中，k為熱電偶靈敏度(k=6V/℃)，

Cu電阻Rt=R0（1+αt）α=0.004/℃補(bǔ)償電橋輸出電壓（見圖2-1）做冷端補(bǔ)償時(shí)有

根據(jù)電橋電路，其等效電路為R1、Rcu和R2、R3分別串聯(lián)后再并聯(lián)，然后與電源、R5串聯(lián)，橋臂電阻串并聯(lián)后為1Ω，由此可得

Ui=R橋E/(R5+R橋)

所以R=E/Ui1=4000/61=665.7(Ω)=6mV2

某壓力傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)如下表所示，試用最小二乘法求非線性誤差，并計(jì)算遲滯和重復(fù)性誤差；寫出擬合直線方程。壓力(MPa)輸出值(mV)第一次循環(huán)第二次循環(huán)第三次循環(huán)正行程反行程正行程反行程正行程反行程0-2.73-2.71-2.71-2.68-2.68-2.690.020.560.660.610.680.640.690.043.964.063.994.094.034.110.067.407.497.437.537.457.520.0810.8810.9510.8910.9310.9410.990.1014.4214.4214.4714.4714.4614.46解校驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（求校驗(yàn)平均值）：壓力(MPa)(設(shè)為x)輸出值(mV)第一次循環(huán)第二次循環(huán)第三次循環(huán)校驗(yàn)平均值(設(shè)為y)正行程反行程正行程反行程正行程反行程0-2.73-2.71-2.71-2.68-2.68-2.69-2.700.020.560.660.610.680.640.690.640.043.964.063.994.094.034.114.040.067.407.497.437.537.457.527.470.0810.8810.9510.8910.9310.9410.9910.930.1014.4214.4214.4714.4714.4614.4614.45

設(shè)直線方程為y=a0+kx數(shù)據(jù)處理如下表所示。序號(hào)123456∑x00.020.040.060.080.100.3y2.700.644.047.4710.9314.4534.83x200.00040.00160.00360.00640.010.022xy00.01280.16160.44820.87441.4452.942根據(jù)以上處理數(shù)據(jù)，可得直線方程系數(shù)