传感器与检测技术 一些感想.doc

例题1、某压力表精度为1.5级，量程为02.0MPa，测量结果显示为1. 【例1 】 2MPa，求1）最大引用误差nm ；2）可能出现的最大绝对误差Dm ；3）示值相对误差x？ 【解】1）由精度等级可直接得到最大引用误差，即 nm 1.5%2） Dm 21.5%0.03MPa【例2】 现有0.5级0300和1.0级0100的两个温度计，要测量80的温度，试问采用哪一个温度计好？【解】 若采用0.5级温度计Dm 3000.5%1.5 采用1.0级温度计Dm 1001.0%1 结果表明，使用工作在量程下限时相对误差较大。用1.0级仪表比用0.5级仪表的示值相对误差反而小，所以更合适。【例1】 设一阶系统的时间常数0.1s，问：输入信号频率为多大时其输出信号的幅值误差不超过6？解： 将0.1带入A()中得到例2：想用一阶系统测量100Hz的正弦信号，如要求限制振幅误差在5%以内，则时间常数应取多少？若用该系统测试50Hz正弦信号，此时的振幅误差和相角差是多少？重点理解：在拉、压、弯、扭等各种载荷复合作用下如何布片和组桥，如何测量由其中单一载荷所产生的应变？P117表5.2.1柱式元件尽可能消除偏心和弯矩的影响。问题：桥臂串联或并联电阻应变片能否提高灵敏度？如图所示，在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。试分析各应变片感受的应变，并分析如何组桥才能进行下述测试：(1) 只测弯矩，消除拉应力的影响；(2) 只测拉力，消除弯矩的影响。电桥输出各为多少？解：(1)只测弯矩，消除拉应力的影响组桥如图所示。 设构件上表面因弯矩产生的应变为，材料的泊松比为，供桥电压为u0，应变片的灵敏度系数为K。 可得输出电压 电容中间插入铁板，会有什么影响？压电传感器：作用：压电式传感器是一种可逆型换能器，既可以将机械能转变为电能，又能将电能转变成机械能。其工作原理是利用某些物质的压电效应压电材料： 某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。将具有压电效应的物质置于电场中，其几何尺寸也发生变化，这种由于外电场作用导致物体机械变形现象称为逆压电效应分类：常见的压电材料分为三类：1) 单晶压电晶体(如石英、酒石酸钾钠等)优缺点：天然或人工合成。具有良好的机械强度和压电效应。压电系数较小（d11 =2.310-12C/N），但压电系数的时间和温度稳定性好。在20200C内，温度每升高1C，压电系数仅减小0.016%，升高到200C 时，仅减小5% ，达到573C 时，失去压电特性，此温度称为石英的居里点。介电常数为4.5。 2) 多晶压电陶瓷(如钛酸钡、锆钛酸铅、铌镁酸铅等 )优缺点：由多种材料经烧结合成，制作方便，成本低。原始压电陶瓷须经强电场极化处理后才具有压电性。压电陶瓷的压电常数一般比石英高数百倍。现代压电元件，大多采用压电陶瓷。3) 高分子材料(聚偏二氟乙烯(PVDF) )。优缺点：易于大量生产、面积大、柔软不易破碎，可制成阵列器件。用于微压和机器人触觉。 压电传感器特点：通常压电传感器适宜作动态测量。1)电信号微弱 2)内阻抗极大 所以需要放大信号、阻抗变换例如，铂铑30铂热电偶的EAC（1084.5 , 0）=13,976mv,铂铑6铂热电偶的EBC（1084.5,0）=8.354mv。 根据标准电极定律： 铂铑30铂铑6热电偶 EAB(1084.5, 0）=13,976-8.354=5.613mv。有一直线光栅，每毫米刻线数为50，主光栅与指示光栅的夹角1.8，则：分辨力=栅距W =1mm/50=0.02mm=20m （由于栅距很小，因此无法观察光强的变化） 莫尔条纹的宽度是栅距的32倍： L W/ = 0.02mm/（1.8 *3.14/180 ） = 0.02mm/0.0314 = 0.637mm9：某测力系统由压电式力传