传感器技术作业题及答案.ppt

1,第一章作业,作业1:1-1，1-3，1-5，1-6作业2:p261-101-11例题p11例1-1p13例1-2p17例1-3作业3P271-131-141-15例题p22例1-5,例题是否做在作业本，可以自定。但是会可能抽到作为考试题。,2,第二章作业,作业1:p382-1，2-4（参考，不做到作业本），2-5作业2:p392-62-72-8,例题是否做在作业本，可以自定。但是会可能抽到作为考试题。,3,作业题选讲,P392-5,已知测温传感器的微分方程：,被测介质温度从t1=25C突然变化到300C，测温传感器时间常数0=120s，确定经过350s后的动态误差。,解,以25C作为0状态，则温度突变可以表达为,微分方程可以表达为,方程的解为,本题要注意弄清楚那些是激励，那些是响应，激励的形式是怎样的。,4,方程的解为,当=350s代入得,考虑初始条件，传感器视值为,这时的动态误差为：,5,P392-6题,解,分析：本题属于传感器频率特性分析。根据一阶系统的频率特性：,归一化幅频特性:,相频特性：,根据已知条件,由题意可知：,6,所以，如果要保证误差在5%以内，时间常数应取0.52ms以下。,7,如果传感器测量的传感量频率为50Hz,则,幅度误差为,注意：这是相对误差,相位误差为,8,P39题2-7,解,这是一个二阶力传感系统，已知,传感器的固有频率fn=800Hz,阻尼比=0.14,1、测试400Hz的正弦力时，求其幅度和相位,9,10,2、如果将阻尼比改为=0.7，则,11,对照两组数据,阻尼比较大时，会抑制谐振，降低幅度，这时幅度误差减少，但同时会使相位移增大(相位误差较大)。,误差较大,误差较小,12,P39习题2-8,解：,两边平方并移项,令,则,13,习题2-8,舍去负根有,传感器的工作频率范围是,14,第三章作业,P603-4，3-5(1)(2)P603-9,15,第三章作业解答,P603-4在等截面的悬梁臂上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥电路，试问：（1）四个应变片应该怎样粘贴在悬臂梁上？（2）画出相应的电桥电路。,解,粘贴方法如图所示：上面两片应变相同；下面两片应变相同；上下应变相反。,16,相应的差动电桥电路如下：,17,P613-5(1)(3),图中E=4V,R1=R2=R3=R4=120求,（1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1=1.2时，输出电压Uo=?,（3）R1,R2为金属应变片，感受应变极性相反。当:R1=R2=1.2时，输出电压Uo=?,18,P613-5(1)(3),图中E=4V,R1=R2=R3=R4=120求,解：（1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1=1.2时，输出电压Uo=?,（负号表示R1增大时输出电压为负）,19,P613-5(1)(3),图中E=4V,R1=R2=R3=R4=120求,解：（3）R1,R2为金属应变片，感受应变极性相反。当:R1=R2=1.2时，输出电压Uo=?,20,已知:,应变片电阻R=120,材料是康铜,碳素钢弹性模量E=200X109Pa,试件直径10mm，材料是10#优质碳素钢,应变片允许通过的最大电流为30mA,试件受到的力为100N,求单臂电桥输出的最大可能电压,P603-9,解,试件受到的应力和应变的关系,应力=弹性模量X应变,21,应变片输出与应变的关系为：,查表3-1可知康铜的k0=1.9-2.1,这里取2；F=100N,r=10/2mm;E=200X109Pa,22,23,第四章作业1,解答P844-2变隙电感传感器的输出特性与哪些因素有关？怎样改善其非线性？怎样提高灵敏度？Ans:变隙电感传感器的输出特性和两个因素有关：（1）初始电感量L0;(2)初始间隙0。改善其非线性和灵敏度，可以用差动结构来改进。,P844-2，4-8,24,P844-8已知变隙电感传感器铁芯横截面积为A=1.5cm2,磁路长度为L=20cm.相对导磁率为r=5000.气隙0=0.5cm;=0.1mm;真空导磁率0=4X10-7H/m;线圈的匝数是W=3000,求单端式传感器的灵敏度L/.若做成差动式结构，灵敏度将如何变化？解：,线圈的电感为：,25,由,若做成差动结构，则灵敏度增大1倍,26,第五章作业,P1005-7，5-9,P1005-7有一平面直线位移差动传感器，其测量电路采用变压器交流电桥，结构组成如图所示。电容器起始时a1=a2=2cm,极距等于d=2mm,极间介质为空气。测量电路中u1=3sintV,且u=u1。试求当动极板上输入一位移x=5mm,电桥的输出电压uo。,27,解,x=0时,28,29,30,第五章作业,31,5-9简述差动式电容测厚传感器系统的工作原理。,Ans:其工作与原理是在被测带材的上下面各置一块面积相等，与带