北理工自动化传感器作业讲解答案

第1章,1.3解：带入数据得：,测得某检测装置的一组输入输出数据如下：,第1章,拟合直线灵敏度0.68,线性度7%,下页,上页,返回,图库,1.4解：设温差为R,测此温度传感器受幅度为R的阶跃响应为(动态方程不考虑初态),某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器指示出温差的1/3和1/2所需的时间。,退出,图1-11一阶系统伯德图,1.7解：所求幅值误差为1.109,相位滞后,某压力传感器属于二阶系统，其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后，试求其幅值误差和相位滞后。,图1-14二阶系统的频率特性曲线及其物理意义,1.12试计算某压力传感器的迟滞误差和重复性误差（工作特性选端基直线，一组标定数据如下表示）,下页,上页,返回,图库,习题1.12,第2章,2.5一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm,内径18mm,在其表面粘贴八个应变片，四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120,灵敏度为2.0,泊松比为0.3,材料弹性模量E=2.11011Pa。要求：绘出弹性元件贴片位置及全桥电路；计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；当桥路供电电压为10V时，计算传感器输出电压。,下页,上页,返回,图库,习题2.5,习题2.5,下页,上页,下页,上页,满量程时：,第2章,2.10悬臂梁，上、下两面各贴两片应变片，组成全桥（图F1-5）。悬臂梁一端受向下力F=0.5N,试求此时这四个应变片的电阻值。已知：应变片灵敏系数K=2.1、空载电阻R0=120。,下页,上页,返回,图库,习题2.10,第3章,3.6今有一种电涡流式位移传感器。其输出为频率。特性方程形式为f=e(bx+a)+f,今知其中f=2.333MHz及一组标定数据如下：,求该传感器工作特性方程及符合度（利用曲线化直线的拟合方法，并用最小二乘法作直线拟合）。,下页,上页,返回,图库,习题3.6,下页,上页,解：设y=bx+a所以y=In(f-f)重写表格如下:最小二乘法做直线拟和：,下页,上页,工作特性方程：,习题4.5,推导图示变电介质电容式位移传感器的特性方程C=f(x)。,下图所示为某压电传感器测量电路。其中压电片固有电容Ca=1000pF，固有电阻Ra=1014，连线电缆电容Cc=300pF，反馈回路CF=100pF，Rf=1M。请问：（1）当A0=104时系统的测量误差是多少？（2）此测量系统下限截止频率是多少？（3）此测试电路与电压放大电路相比较有特点.,（1）当A0=104时系统的测量误差为：,（2）此测量系统下限截止频率为,（3）电荷放大器具有电容负反馈通路，与电压放大电路比较其测量结果受测量引线分布电容的影响很小，应用中允许无需标定更换线缆、允许使用较长的测量引线。而电压放大电路受线缆分布电容的影响大，且更换线缆必须重新标定。,有一个利用X轴纵向压电效应的石英晶体，其面积S=20mm2，厚度d=10mm，当受到压力P=10MPa作用时，求其产生的电荷量及输出开路电压。2如果该压电元件是利用纵向压电效应的BaTiO3材料，求产生的电荷量及输出电压。（注：石英的r=4.5；BaTiO3的r=1200；0=8.85x10-12F/m；）答：1F=PS=101062010-6=2102NQ=d11F=2.3110-122102=4.6210-10C,2Q=d33F=19010-122102=3.810-8CC=2.12410-11F,分析压电式力传感器的频率响应特性。（即证明当n时,输出电荷与外力成正比。阻尼系数可忽略。）,压电式力传感器是一个由质块、弹簧、阻尼组成的二阶系统，其数学模型如下：,可得：,系统幅频响应为：,根据压电效应原理可知：Q=dkxr,所以上式左右同乘dK，即得出电荷与外力之间的幅频响应：,当n，即外力频率远小于传感器固有频率时,输出电荷与外力成正比,Q=dF,用分度号为K的镍铬镍硅热电偶测温度，在未采用冷端温补的情况下，仪表显示，此时冷端为。试问实际温度多少度？若热端温度不变，设法使冷端温度保持在，此时显示仪表指示多少度？(，.),K型（镍铬镍硅）热电偶分度表,简述下图由光敏二极管构成的光电转速计工作原理；并说明图b所示测量电路的功能（要求说明使