傳感器計算題目總結(jié)答案

傳感器計算題目總結(jié)第二章1一光電管與5kQ電阻串聯(lián)，若光電管的靈敏度為30pA/1叫試計算當(dāng)輸出電壓為2V時的入射光通量。解：外光電效應(yīng)所產(chǎn)生的電壓為U二IR二K申RoLLR負(fù)載電阻，I光電流，申入射光通量。K光電管的靈敏度，單位A/lm。入射光通量為申二-U^二 2 二13.13lmKR30x10-6x5000L2光敏二極管的光照特性曲線和應(yīng)用電路如圖所示，圖中l(wèi)為反相器,兀為20kQ，求光照度為多少lx時U為高電平?！綰<1V]oi2DD解：當(dāng)反相器的輸入U滿足翻轉(zhuǎn)條件U<1V時，反相器翻轉(zhuǎn)，U為高電平?，F(xiàn)ii2DDo圖中標(biāo)明U=5V，所以U必須小于2.5V,U才能翻轉(zhuǎn)為高電平。由于光敏二極DDio管的伏安特性十分平坦，所以可以近似地用歐姆定律來計算I與U的關(guān)系。0 o從圖中可以看出光敏二極管的光照特性是線性的,所以根據(jù)比例運算得到I=0.125mA時的光照度E00所以E=㈣x0.125=1250lx 即光照度E必須大于E二1250lx時U才為0 0.3 0 o高電平。第四章一熱敏電阻在O°c和100°C時，電阻值分別為200kQ和10kQ。試計算該熱敏電阻在20C時的電阻值。將一支靈敏度為0.08mv/0C的熱電偶與電壓表相連,電壓表接線端處溫度為5OoC,電壓表讀數(shù)為60mv，求熱電偶熱端溫度?3用一K型熱電偶測量溫度，已知冷端溫度為40C，用高精度毫伏表測得此時的熱電動勢為29.186mV，求被測的熱端溫度大??？溫度(C)40739740741電勢值(mV)1.61230.75730.79830.8429.186+1.612=30.798mV 熱端溫度為740°C第五章1圖為一直流應(yīng)變電橋，E=4V,R1=R2=R3=R4=350Q,求：R1為應(yīng)變片其余為外接電阻，R1增量為△R1=3?5Q時輸出U0二?。R1、R2是應(yīng)變片，感受應(yīng)變極性大小相同，其余為電阻，電壓輸出U0二?。R1、R2感受應(yīng)變極性相反，輸出U0二?。R1、R2、R3、R4都是應(yīng)變片，對臂同性，鄰臂異性，電壓輸出U。二?。2如圖所示為等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)，R1為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)k=2.05,未受應(yīng)變時R1=120Q，當(dāng)試件受力F時，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變e=8X1O?4,求應(yīng)變片電阻變化量4R1和電阻相對變化量AR1/R1。將電阻應(yīng)變片置于單臂測量電橋，電橋電源電壓為直流3V，求電橋輸出電壓是多少。3阻值R=120Q靈敏系數(shù)K=2.0的電阻應(yīng)變片與阻值120Q的固定電阻組成電橋,供橋電壓為3V,并假定負(fù)載電阻為無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?pe和2000me時,分別求出單臂、雙臂差動電橋的輸出電壓,并比較兩種情況下的靈敏度。解：4如圖所示氣隙型電感傳感器，銜鐵斷面積S=4X4rnm2，氣隙總長度20?8mm,

銜鐵最大位移=0.08mm,激勵線圈匝數(shù)N=2500匝，導(dǎo)線直徑d=0.06mm,電阻率p=l?75X10-6G?cm。當(dāng)激勵電源頻率f=4000Hz時，忽略漏磁及鐵損?？諝獯艑?dǎo)率卩=4兀x10-7H/m。要求計算電感的最大變化量。0解：0.8mm卩S4*3.14*16*10-解：0.8mm卩S4*3.14*16*10-7mm二4*107W2

~R~m2500*25004*107二0.156H5已知變隙式電感傳感器的鐵芯截面積A=1.5cm2,磁路長度L=20cm，相對磁導(dǎo)率卩=5000,每個氣隙80=0.5cm,^8=1?0mm,真空磁導(dǎo)率p0=4n*10-7H/m,r線圈匝數(shù)W=3000,卩=4兀x10-7H/m，如下圖所示，求單端式傳感器的靈敏度0△L/A8。若將其做成差動結(jié)構(gòu)形式，靈敏度將如何變化？解?『W2卩S ALL0.16956解：L= —=0.16956H 靈敏度： == 二3428 A55 0.0050如果做成差動形式,靈敏度加倍。靈敏度變?yōu)椋?4*2=686如圖所示氣隙型電感傳感器，銜鐵斷面積S=4X4mm2，氣隙總長度l8=0.8mm,銜鐵最大位移△18=0.08mm，激勵線圈匝數(shù)N=2500匝，導(dǎo)線直徑d=0.06mm,電阻率p=1.75X10-6G?cm。當(dāng)激勵電源頻率f=4000Hz時，忽略漏磁及鐵損。要求計算：線圈電感值；電感的最大變化量；⑶當(dāng)線圈外斷面積為11X11mm2時求其直流電阻值；(4)線圈的品質(zhì)因數(shù)。解：(1)

（2）當(dāng)銜鐵最大位移Al6=±0.08mm時，分別計算AlS=+0.08mm時電感L1為Al8=-0.08mm時電感L2為所以當(dāng)銜鐵最大位移變化土0.08mm時相應(yīng)的電感變化量AL二L2—L1=65mH（3）線圈直流電阻式中1CP為線圈的平均每匝長度。根據(jù)鐵心截面積4X4mm2及線圈外斷面11X（4）線圈品質(zhì)因數(shù)3L2f2?Qz（4）線圈品質(zhì)因數(shù)3L2f2?Qz—RR7下圖為變極距型平板電容大器反饋回路，輸入電路接固其中CX為傳感器電容，為固運算放大器工作原理可知，在開環(huán)放大倍數(shù)為一A定電容，假設(shè)運放增益A=8,輸入阻抗Z=8；試推導(dǎo)輸出1/j C把工仔瞰""c1/j C把工仔瞰""c「將電容傳感器接于放大器反饋回路：輸入電路接固定u——uc￡A電容。構(gòu)成反相放大器。能克服變極距型傳感器示非線電壓變?？尚铜h(huán)傳算放數(shù)為測和輸路述電路特的電況了穩(wěn)定，固定電容量穩(wěn)定，并要放大倍數(shù)與輸入阻抗足夠電壓U0與極板間距的關(guān)系，并分:由運算放大器工作原理可大。與電源電壓U相位相式中，符號表示輸出電壓USC與電源電壓U相位相反?？梢娕溆眠\算放大器測量電路的最大特點是克服了變極距型電容傳感器的非線性。上述電路要求電源電壓穩(wěn)定，固定電容量穩(wěn)定，并要放大倍數(shù)與輸入阻抗足夠大。8某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑r=4（mm），工作初始極板間距離80=0?3mm，介質(zhì)為空氣。問：如果極板間距離變化量=±1（"）,電容的變化量AC是多少？9同心圓筒電容傳感器，其外徑為10mm,內(nèi)徑為9?8mm,高度為1mm,求其容值。解：nrr■=2.75*10-12F2性H_2*3.14*8.85*10解：nrr■=2.75*10-12FTOC\o"1-5"\h\z1D= 7100In Ind 98第六章1有一壓電晶體，其面積S=3cm2,厚度t=0.3mm，在零度，x切型縱向石英晶體壓電系數(shù)d11=2.31X10-12C/N。求受到壓力p=10MPa作用時產(chǎn)生的電荷q及輸出電壓U0。解：受力F作用后，石英晶體產(chǎn)生電荷量為q=d11XF=d11XpXS代入數(shù)據(jù)得q=2.31X10-12X10X106X3X10-4晶體的電容量C=e0erS/t式中&0真空介電常數(shù)，&0=8.85X10-12F/m；er石英晶體相對介電常數(shù)&r=4.5。33.98x10-11F