传感器作业讲解...ppt

传感器与检测技术作业串讲,1.3a)试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度；b)用C语言编制程序在微机上实现。解：,测得某检测装置的一组输入输出数据如下：,拟合直线灵敏度0.68,线性度7%,带入数据得：,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),1.4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。,图1-11一阶系统伯德图,所求幅值误差为1.109,相位滞后,1.7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。,解：,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）,解,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,在其表面粘贴八各应变片，四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120,灵敏度为2.0,波松比为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；当桥路的供电电压为10V时，计算传感器的输出电压。,解：,满量程时：,2.6试设计电位器的电阻RP特性。它能在带负载情况下给出y=x的线性关系。给定电位器的总电阻RP=100。负载电阻RF分别为50和500。计算时取x的间距为0.1,x,y分别为相对输入和相对输出，如图所示。,解：,2.10今有一悬臂梁，在其中上部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，如图F1-5所示。该梁在其悬臂梁一端受一向下力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;应变片空载电阻R0=120。,解：,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：,试求该传感器的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）。,解：设y=bx+a所以y=In(f-f)重写表格如下:以最小二乘法作直线拟合：,工作特性方程：,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)。,九、有一个直径为2m、高5m的铁桶，往桶内连续注水，当注水数量达到桶容量的80%时就应当停止，试分析用应变片式或电容式传感器系统来解决该问题的途径和方法；画出测量示意图及测量系统组成框图。解：可利用教材中变介电常数型电容传感器进行设计。,十、在电荷放大器电路中，已知：C=100pF，Rf=，Cf=10pF，A=104，若考虑引线电容的影响，要求输出信号衰减小于1%，求：使用90pF/m的电缆其最大允许长度为多少？解：对于电荷放大器电路，放大器的输入电容Ci一般很小，忽略Ci，则由电缆电容引起的测量误差为,令r0.01,可计算得到,使用90pF/m的电缆，允许长度l为,十一、说明热电偶的中间导体定律、连接导体定律、中间温度定律和参考电极定律的含义及实际意义。解：略。,十五、已知某负温度系数热敏电阻（NTC）的材料系数B值为k，若电阻值为0k，试求时电阻值？(2K),解：热敏电阻的电阻-温度关系可表示为,十六、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,解：按照热电偶分度表查找分度号为K的镍铬镍硅热电偶对应热电势，当冷端为60时，该温度对应热电势为E(60,0)=2.436mV,仪表显示温度500对应热电势为E(500,0)=20.64mV,则实际温度t对应的热电势为,查表可得该值处于550和560之间，利用线性差值法，计算可得,当冷端温度为2