傳感器技術(shù)作業(yè)題及答案.ppt

1、1,第一章 作業(yè),作業(yè)1: 1-1， 1-3 ， 1-5， 1-6 作業(yè)2: p26 1-10 1-11 例題 p11例1-1 p13例1-2 p17例1-3 作業(yè)3 P27 1-13 1-14 1-15 例題 p22例1-5,例題是否做在作業(yè)本，可以自定。但是會可能抽到作為考試題。,2,第二章 作業(yè),作業(yè)1: p38 2-1， 2-4（參考，不做到作業(yè)本） ， 2-5 作業(yè)2: p39 2-6 2-7 2-8,例題是否做在作業(yè)本，可以自定。但是會可能抽到作為考試題。,3,作業(yè)題選講,P39 2-5,已知測溫傳感器的微分方程：,被測介質(zhì)溫度從t1=25C突然變化到300 C ，測溫傳感器時間常

2、數(shù)0=120s，確定經(jīng)過350s后的動態(tài)誤差。,解,以25C作為0狀態(tài)，則溫度突變可以表達為,微分方程可以表達為,方程的解為,本題要注意弄清楚那些是激勵，那些是響應(yīng)，激勵的形式是怎樣的。,4,方程的解為,當=350s代入得,考慮初始條件，傳感器視值為,這時的動態(tài)誤差為：,5,P39 2-6題,解,分析：本題屬于傳感器頻率特性分析。根據(jù)一階系統(tǒng)的頻率特性：,歸一化幅頻特性:,相頻特性：,根據(jù)已知條件,由題意可知：,6,所以，如果要保證誤差在5%以內(nèi)，時間常數(shù)應(yīng)取0.52ms以下。,7,如果傳感器測量的傳感量頻率為50Hz,則,幅度誤差為,注意：這是相對誤差,相位誤差為,8,P39 題2-7,解,

3、這是一個二階力傳感系統(tǒng)，已知,傳感器的固有頻率fn=800Hz , 阻尼比=0.14,1、測試400Hz的正弦力時，求其幅度和相位,9,10,2、如果將阻尼比改為=0.7 ，則,11,對照兩組數(shù)據(jù),阻尼比較大時，會抑制諧振，降低幅度，這時幅度誤差減少，但同時會使相位移增大(相位誤差較大)。,誤差較大,誤差較小,12,P39 習題2-8,解：,兩邊平方并移項,令,則,13,習題2-8,舍去負根有,傳感器的工作頻率范圍是,14,第三章作業(yè),P60 3-4 ， 3-5(1)(2) P60 3-9,15,第三章作業(yè)解答,P60 3-4 在等截面的懸梁臂上粘貼四個完全相同的電阻應(yīng)變片，并組成差動全橋電路

4、，試問： （1）四個應(yīng)變片應(yīng)該怎樣粘貼在懸臂梁上？ （2）畫出相應(yīng)的電橋電路。,解,粘貼方法如圖所示： 上面兩片應(yīng)變相同；下面兩片應(yīng)變相同；上下應(yīng)變相反。,16,相應(yīng)的差動電橋電路如下：,17,P61 3-5(1)(3),圖中E=4V, R1=R2=R3=R4=120 求,（1）R1為金屬應(yīng)變片，其余為外接電阻。當R1=1.2時，輸出電壓Uo=?,（3）R1,R2為金屬應(yīng)變片，感受應(yīng)變極性相反。當:R1=R2=1.2時，輸出電壓Uo=?,18,P61 3-5(1)(3),圖中E=4V, R1=R2=R3=R4=120 求,解：（1）R1為金屬應(yīng)變片，其余為外接電阻。當R1=1.2時，輸出電壓U

5、o=?,（負號表示R1增大時輸出電壓為負）,19,P61 3-5(1)(3),圖中E=4V, R1=R2=R3=R4=120 求,解： （3）R1,R2為金屬應(yīng)變片，感受應(yīng)變極性相反。當:R1=R2=1.2時，輸出電壓Uo=?,20,已知:,應(yīng)變片電阻R=120,材料是康銅,碳素鋼彈性模量E=200X109Pa,試件直徑10mm，材料是10#優(yōu)質(zhì)碳素鋼,應(yīng)變片允許通過的最大電流為30mA,試件受到的力為100N,求單臂電橋輸出的最大可能電壓,P60 3-9,解,試件受到的應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系,應(yīng)力=彈性模量X應(yīng)變,21,應(yīng)變片輸出與應(yīng)變的關(guān)系為：,查表3-1可知康銅的k0=1.9-2.1,這里取2

6、；F=100N,r=10/2mm;E=200X109Pa,22,23,第四章作業(yè)1,解答 P84 4-2 變隙電感傳感器的輸出特性與哪些因素有關(guān)？怎樣改善其非線性？怎樣提高靈敏度？ Ans: 變隙電感傳感器的輸出特性和兩個因素有關(guān)：（1）初始電感量L0;(2)初始間隙0 。改善其非線性和靈敏度，可以用差動結(jié)構(gòu)來改進。,P84 4-2 ， 4-8,24,P84 4-8 已知變隙電感傳感器鐵芯橫截面積為A=1.5cm2,磁路長度為L=20cm.相對導(dǎo)磁率為r=5000.氣隙0=0.5cm;=0.1mm;真空導(dǎo)磁率0=4X10-7H/m;線圈的匝數(shù)是W=3000,求單端式傳感器的靈敏度L/.若做成差動式結(jié)構(gòu)，靈敏度將如何變化？ 解：,線圈的電感為：,25,由,若做成差動結(jié)構(gòu)，則靈敏度增大1倍,26,第五章作業(yè),P100 5-7 ， 5-9,P100 5-7有一平面直線位移差動傳感器，其測量電路采用變壓器交流電橋，結(jié)構(gòu)組成如圖所示。電容器起始時a1=a2=2cm,極距等于d=2 mm,極間介質(zhì)為空氣。測量電路中u1=3sint V,且u=u1 。試求當動極板上輸入一位移x=5mm,電橋的輸出電壓uo 。,27,解,x=0時,28,29,30,第五章作業(yè),31,5-9 簡述差動式電容測厚傳感器系統(tǒng)的工作原理。,Ans:其工作與原理是在被測帶材的上下面各置一塊面積相等，與