传感器答案.doc

第一章 传感器的一般特性3.某传感器给定相对误差为，满度值输出为，求可能出现的最大误差（以计）。当传感器使用在满刻度的和时计算可能产生的相对误差。并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。解：（仪表的精度等级）结论：在绝对误差相同的情况下，满度输出越小，精度越低。（传感器愈靠近上限使用，其相对百分误差愈小，反之，愈靠近下限使用，其相对百分误差愈大。）4.有一个传感器，其微分方程为，其中为输出电压（），为输入温度（），试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。解：（一阶对象微分方程标准形式：） 时间常数： 静态灵敏度：第二章 电阻式传感器5.一应变片的电阻，用作应变为的传感元件。求和；若电源电压，求初始平衡时惠斯登电桥的输出电压。解：（） 6.在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为的金属应变片和，把这两应变片接入差动电桥（参看图2-13）。若钢的泊松系数，应变片的灵敏系数，电桥电源电压，当试件受轴向拉伸时，测得应变片的电阻变化值，试求轴向应变量；电桥的输出电压。解：依据得轴向应变量： 电桥的输出电压为： 附加题：在题6条件下，如果试件材质为合金钢，线膨胀系数，电阻应变片敏感栅材质为康铜，其电阻温度系数，线膨胀系数。当传感器的环境温度从变化到时，所引起的附加电阻相对变化量为多少？折合成附加应变为多少？（即用条件）解： 根据公式（其中试件材料线膨胀系数，应变片敏感栅线膨胀系数，应变片灵敏系数） 可得： （）第三章 电感式传感器附加题：已知变气隙电感传感器的铁芯截面积，磁路长度，相对磁导率，气隙，真空磁导率，线圈匝数，求单端式传感器的灵敏度。若将其做成差动结构形式，灵敏度将如何变化？解： 单端式：方法一：方法二：由公式可得：差动式：由公式可得：由结果可看出：差动连接方式的灵敏度为单端连接方式的灵敏度的2倍。第四章 电容式传感器2.单组式变面积型平板形线位移电容传感器，两极板相对覆盖部分的宽度为，两极板的间隙为，极板间介质为空气，试求其静态灵敏度？若两极板相对移动，求其电容变化量？解：（以位移为变量，即所测参数为线位移） （可以用公式） 单组式变面积型平板形线位移电容传感器附加题：表4-1中单组式变面积型圆柱形线位移电容传感器，其可动极筒外径为，定极筒内径为，两极筒遮盖长度为，极筒间介质为空气，试求其电容值？当供电频率为时，求其容抗值？解： 单组式变面积型圆柱形线位移电容传感器第五章 磁电式传感器7.某霍尔元件、尺寸分别为，沿方向通以电流，在垂直面方向加有均匀磁场，传感器的灵敏度系数为，试求其输出霍尔电动势及载流子浓度。解：（灵敏度系数，控制电流，外磁场的磁感应强度，霍尔系数，薄片厚度，电子浓度，电子电荷量） 第六章 压电式传感器附加题1：有一压电晶体，其面积为，厚度为，当受到压力作用时，求产生的电荷量及输出电压：零度切的纵向石英晶体； 利用纵向效应之。解：已知依据 （注意：都为纵向压电效应）查表得：则 查表得： 则附加题2：某压电晶体的电容为，放大器的输入阻抗为和并联电容为，求：压电晶体的电压灵敏度；测量系统的高频响应；如系统允许的测量幅值误差为，可测最低频率是多少？如频率为，允许误差为，用并联方式，电容值是多少？解：（电荷灵敏度，压电体电容，引线电缆电容，放大器输入阻抗，放大器输入电容）依据 （公式6-13） （的单位为，） 则 单位上产生的电压依据： （相对幅频特性）（公式6-15）的幅值与高频时输入端电压的幅值之比这里由此得 依据：（公式6-15） 附加题3：用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器的振动，已知：加速度计灵敏度为，电荷放大器灵敏度为，当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值为，试求该机器的振动加速度