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传感器答案范文 第一章1传感器的一般特性3.某传感器给定相对误差为FS%2，满度值输出为mV50，求可能出现的最大误差?（以mV计）。 当传感器使用在满刻度的21和81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%100max?FSyL?）mV1%)2(50?%4%1002150121?%16%1008150181?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x ydtdy15.0330?，其中y为输出电压（mV），x为输入温度（C?），试求该传感器的时间常数?和静态灵敏度k。 解（一阶对象微分方程标准形式Kx ydtdyT?）x ydtdy15.0330?x ydtdy05.010?时间常数S T10?静态灵敏度C mVk?/05.0?第二章电阻式传感器5.一应变片的电阻05.2,120?k R，用作应变为m m/800?的传感元件。 求R?和RR?；若电源电压V U3?，求初始平衡时惠斯登电桥的输出电压0U。 解（lll lRR?)/21(?）361064.11080005.2?llkRR?1968.01xx64.11064.133R RU2mV VRRUo23.11023.11064.1434331?mVRR UUo46.223.1222?mVRRU Uo92.446.223?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?120的金属应变片1R和2R，把这两应变片接入差动电桥（参看图2-13）。 若钢的泊松系数285.0?，应变片的灵敏系数2?k，电桥电源电压V U2?，当试件受轴向拉伸时，测得应变片1R的电阻变化值?48.01R，试求轴向应变量；电桥的输出电压。 解依据llk kRR?得轴向应变量3102212048.0?kRR?电桥的输出电压为mVRR UUo412048.0222?附加题在题6条件下，如果试件材质为合金钢，线膨胀系数Cg?/10116?，电阻应变片敏感栅材质为康铜，其电阻温度系数C?/10156?，线膨胀系数Cs?/109.146?。 当传感器的环境温度从C?10变化到C?50时，所引起的附加电阻相对变化量tRR)(?为多少？折合成附加应变t?为多少？（即用条件2?k）解根据公式t KtRR RRRsg t?)()(000?（其中g?试件材料线膨胀系数，s?应变片敏感栅线膨胀系数，0K应变片灵敏系数）可得4666666661088.21028810312106004010)9.3 (210600)1050()109.141011 (2)1050 (1015)(?tRR6610144210288)(?KRRtt?（?KRR?）3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25.1cm S?，磁路长度cm L20?，相对磁导率50001?，气隙cm5.00?，mm1.0?，真空磁导率m H/10470?，线圈匝数3000?W，求单端式传感器的灵敏度?L。 若将其做成差动结构形式，灵敏度将如何变化？解002S SlRiiim?mRL2?单端式方法一2476247247224732472xx112210105.11014.341082.81002.1105.11014.343000105.11014.341002.13000105.11014.34)101.0105.0(2105.11014.345000102030002?S SlRLm?2472247247247220xx105.11014.343000101105.11014.343000105.11014.34105.02105.11014.34500010203000?mRL?HL LL332472247601039.384.181018.010105.11014.34300010105.11014.341082.8?m HL/9.33101.01039.333?方法二由公式00?LL可得?4m HLL/9.33105.010105.11014.3430002247200?差动式由公式002?LL可得m Hm HLL/8.67/9.332105.010105.11014.343000222247200?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mm4，两极板的间隙为mm5.0，极板间介质为空气，试求其静态灵敏度？若两极板相对移动mm2，求其电容变化量？解（以位移为变量，即所测参数为线位移）?lb SC?l blb bl lC C C?)(1mm pFmpF mFblCK g/071.0/71/1071105.01041085.8123312?pF lK Cg142.02071.0?（可以用C?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mm8.9，定极筒内径为mm10，两极筒遮盖长度为mm1，极筒间介质为空气，试求其电容值？当供电频率为HZ60时，求其容抗值？解pF FLnLnlCrr751.21027511011085.814.322159.4531212?CX c?1?8.3766014.322?f?5F pF C1210751.2751.2?K Xc9647131010751.2768.31212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l、b、d尺寸分别为cm cm cm1.035.00.1?，沿l方向通以电流mA I0.1?，在垂直lb面方向加有均匀磁场T B3.0?，传感器的灵敏度系数为T AV?/22，试求其输出霍尔电动势及载流子浓度。 解（K灵敏度系数，I控制电流，B外磁场的磁感应强度，HR霍尔系数，d薄片厚度，n电子浓度，e电子电荷量）mV VKIB UH6.6106.63.01012233?neR H1?dRKHH?C m V TAde KnH?/1084.210602.1101.0221120192第六章6压电式传感器附加题1有一压电晶体，其面积为220mm，厚度为mm10，当受到压力MPa P10?作用时，求产生的电荷量及输出电压零度X切的纵向石英晶体；利用纵向效应之3BaTiO。 解已知MPa Pmm mmS10,10,202?依据SFPCQU dFQSCr?,0?（注意都为纵向压电效应）查表得）页图（见第页）（见第56157/103.2,52.4,106/1085.81211120?N Cdm Fr?则FC1436121081010102052.41085.8?N PSFxx0xx1066?)(106.4xx03.2(101211C Fd Q?纵向）VCQU5750108106.41410?查表得N Cdr/10190,1xx233?则pF FC24.21102124101010201xx085.8143612?N PSFxx0xx1066?)(108.3xx0190(81233C Fd Q?纵向）VCQU1789102124108.3148?附加题2某压电晶体的电容为pF1000，cm C K q/5.2?，pF Cc3000?，放大器的输入阻抗为?M1和并联电容为pF50，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7%5，可测最低频率是多少？如频率为HZ10，允许误差为%5，用并联方式，电容值是多少？解（qk电荷灵敏度，压电体电容pF Ca1000?，引线电缆电容cC，放大器输入阻抗MQ1，放大器输入电容pF50）cm VFcmCCKKaqu/105.2101000/5.2912?依据)()(11时?i c amimC C CF dU（公式6-13）)(11体所产生的电荷刚好为单位厘米压电晶乘以cmcmK Fd Qqm m?（11d的单位为N c/，N NC cmCKq?/5.2/5.2）则mVcm VcmVU im?/1017.6/1017.610)5030001000(5.2)(4812?单位cm上产生的电压依据2221) (1)(i c ai c aC C C RC C C RK?（相对幅频特性）（公式6-15）iU的幅值与高频时输入端电压的幅值之比这里95.0%951?K222212122222221)()1()()(1i cai ca icaCCC R K KC CC R CCCR K?由此得s radCCCR KKic aL/75110)5030001000(1095.0195.0)(11262211?fL?2?HZ f6.119?依据22222211) (1)(C RRCCCCRC CC RKicaica?（公式6-15）8222212122222221)1()1(CRKKCRCRK?pF FRf KKRKKC47622112111084.410484.0101014.3295.0195.0211?pF Ci441044.4300010001084.4?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g pC/5，电荷放大器灵敏度为pC mV/50，当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值为V2，试求