传感器习题解答

1、 传感器及应用传感器及应用习题解答习题解答有一温度计，它的测量范围0度200度，精度等级为0.5级，求：1.该温度计可能出现的最大绝对误差. 2.当示值分别为20度、100度是的示值相对误差 1. 200*0.005=1 2. 20*0.005=0.1 100*0.005=0.5仪表引起的绝对误差为：仪表引起的绝对误差为：max=max= = =55由由x x= =可得可得仪表引起的绝对误差为：仪表引起的绝对误差为：= =1%1%传感器及应用传感器及应用第第2 2版部分习题解答版部分习题解答1-9.1-9.有一台测温仪表，测量范围为有一台测温仪表，测量范围为-200-200+800+800，准

2、确度为，准确度为0.50.5级。现用它测量级。现用它测量500500的温度，求仪表引起的绝对误差和相的温度，求仪表引起的绝对误差和相对误差。对误差。解：解：由由100F.SmaxAS可得可得仪表引起的绝对误差为：仪表引起的绝对误差为： 100F.SSA1005 . 0)200(800max=5 maxmax %xF.SASA%100 xmaxA由x=可得可得由由x x= =仪表引起的相对误差为：仪表引起的相对误差为： %1005005x= =1%1%1-10.有两台测温仪表，测量范围为有两台测温仪表，测量范围为-200+300和和0800,已知两台表的绝对误差最大值已知两台表的绝对误差最大值t

3、max=5,试问哪台表精度高？试问哪台表精度高？解：解：根据根据100SFmaxASAF.S1=300-（-200）=500AF.S2=800S1S2答：测量范围为答：测量范围为0800的仪表精度高。的仪表精度高。或：或：%1%10020030051）（%625. 0%10008005212答：测量范围为答：测量范围为0800的仪表精度高。的仪表精度高。%08. 2%1006005 .12%100SFnA1-11.有三台测温仪表量程均为有三台测温仪表量程均为600，精度等级分别为，精度等级分别为2.5级、级、2级和级和1.5级，现要测量温度为级，现要测量温度为500的物体，允许相对误的物体，允

4、许相对误差不超过差不超过2.5，问选用哪一台最合适（从精度和经济性综合，问选用哪一台最合适（从精度和经济性综合考虑）？考虑）？解：解：根据题意，允许仪表绝对误差不超过根据题意，允许仪表绝对误差不超过5002.5%=12.5允许仪表相对误差不超过允许仪表相对误差不超过n答：答：2级和级和1.5级仪表均能满足测量误差要求，但从精度和经级仪表均能满足测量误差要求，但从精度和经济性综合考虑，应选济性综合考虑，应选2级仪表。级仪表。1-12.用用45号钢制作的螺栓长度为号钢制作的螺栓长度为500mm，旋紧后，长度变，旋紧后，长度变为为500.10mm，试求螺栓产生的应变和应力？，试求螺栓产生的应变和应力

5、？解：解： 则则=又根据又根据=E，查表，查表1-2得得45号钢的号钢的E=2.01011（N/m2）则则=2.01011210-4=4107（N/m2） ll410250050010.500根据根据)m/N(10947. 91006.2012106414. 3102)1026 . 1(102271064224SF421052101 . 0llE)m/N(10210510947. 9211471-13.有一圆杆件，直径有一圆杆件，直径D=1.6cm，长度，长度l=2m，外施拉力，外施拉力F=20000N，杆件绝对伸长，杆件绝对伸长l=0.1cm。求材料的弹性模量。若。求材料的弹性模量。若材料泊

6、松比材料泊松比=0.3，求杆件的横向应变及拉伸后的直径是多少？，求杆件的横向应变及拉伸后的直径是多少？解：解：（1 1）求材料的弹性模量）求材料的弹性模量由由=E得得（2）求杆件的横向应变及杆件拉伸后的直径）求杆件的横向应变及杆件拉伸后的直径由由得得r=-l = -0.3510-4=-1.510-4设杆件拉伸后的直径为设杆件拉伸后的直径为D D 则则D =D+2r= D+2r r=D（1+r）=1.6（1-1.510-4）=1.6 60.99985=1.59976（cm）答：（略）答：（略）lrrrV201010104033IPRUxlUUiOV62 . 1420OU2-6.电位器式传感器线圈

7、电阻为电位器式传感器线圈电阻为10k,电刷最大行程电刷最大行程4mm。若允许最大消耗功率若允许最大消耗功率40mW，传感器所用的激励电压为允许，传感器所用的激励电压为允许的最大激励电压，试求当输入位移量为的最大激励电压，试求当输入位移量为1.2mm时，输出电压时，输出电压是多少？是多少？解：解：设传感器激励电压为设传感器激励电压为UI=根据根据得传感器输出电压为得传感器输出电压为2-7.有两片有两片PZ-120型应变片贴在题型应变片贴在题1-13所给的杆件上，其中所给的杆件上，其中R1沿轴向粘贴，沿轴向粘贴，R2沿圆周方向粘贴。试求在该题拉伸条件下，沿圆周方向粘贴。试求在该题拉伸条件下，R1和

8、和R2各为多少欧姆？各为多少欧姆？ 解：解：由题由题1-13的解可知的解可知=510-4根据根据KRR查表查表2-1得得K2,则则R1=R（1+K）=120（1+2510-4）=120.12（）R2=R（1-K）=120（1-250.310-4）=119.964（）SF)1028 . 2()1023(1000222242210)4 . 15 . 1 (10002-8.有一有一45号钢空芯圆柱，外径号钢空芯圆柱，外径D2=3cm,内径内径D1=2.8cm，钢，钢管表面沿轴向贴两个变片管表面沿轴向贴两个变片R1、R2, ,沿圆周贴两个应变片沿圆周贴两个应变片R3、R4,其型号都是其型号都是PZ-1

9、20型。请画出将型。请画出将4片应变片接成全桥差动电桥片应变片接成全桥差动电桥的电路图，并计算当供桥电压为的电路图，并计算当供桥电压为5V，泊松比，泊松比=0.3，拉力为，拉力为1000N时，电桥的输出电压。时，电桥的输出电压。解：解：（1）四只应变片接成全桥差动电桥的电路如图示。）四只应变片接成全桥差动电桥的电路如图示。（2）电桥的输出电压：）电桥的输出电压：=1.098107（N/m2）E11710210098. 14IU2IU25=0.5510-40.5510-4K K2（1-2）K1（1+）=2.51.4310-4=3.57510-40.36（mV） UO20.551.310-4210

10、24204800 x60101024204800n3-2. 一个刻线数为一个刻线数为1024增量式角编码器安装在车床的丝杠增量式角编码器安装在车床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为转轴上，已知丝杠的螺距为2mm，编码器在，编码器在10s内输出内输出204800个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速。个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速。解：解：（1）刀架的位移量）刀架的位移量（2）和丝杠的转速）和丝杠的转速=1200（转（转/分）分）=400（mm）2-17.答：答：（1）可以正常工作的电路是：）可以正常工作的电路是：a)、b)、d)、f)、g)、h)、j)（2）可以实现光通控制电路是：）可以实现光

11、通控制电路是：a)、d)、g)、j)（3）可以实现暗通控制电路是：）可以实现暗通控制电路是： b)、f)、h)图图2-69 2-69 光敏元件应用电路原理光敏元件应用电路原理1001100110013-15.某光栅传感器，刻线数为某光栅传感器，刻线数为100线线mm，未细分时测得，未细分时测得莫尔条纹数为莫尔条纹数为1000，问光栅位移为多少毫米，问光栅位移为多少毫米?若经四倍细分后，若经四倍细分后，记数脉冲仍为记数脉冲仍为1000，问光栅位移为多少，问光栅位移为多少?此时测量分辨率为多此时测量分辨率为多少少?解：解：（1）未细分时光栅的位移）未细分时光栅的位移（2）四倍频细分后光栅的位移）四

12、倍频细分后光栅的位移（3）四倍频细分后光栅的测量分辨率）四倍频细分后光栅的测量分辨率4=0.0025（mm）x=NW=1000=10（mm）x=NW4=10004=2.5（mm）W =W4=6-9.用镍铬用镍铬-镍硅（镍硅（K）热电偶测温度，已知冷端温度为）热电偶测温度，已知冷端温度为40，用高精度毫伏表测得这时的热电势为，用高精度毫伏表测得这时的热电势为29.186mV，求，求被测点温度。被测点温度。解：解：根据热电偶中间温度定律：根据热电偶中间温度定律： EAB（T，T0）=EAB（T，Tn）+ EAB（Tn，T0）由分度表查出由分度表查出EAB（40，0）=1.612 mV则则 EAB（t，t0）=29.186+1.612=30.798 mV由分度表查出被测点温度由分度表查出被测点温度t=740图图6-37 题题6-10图图6-10.如图如图6-37所示，所示，A、B为为K型热电偶，型热电偶，A、B为补偿导线，为补偿导线，Cu为铜导线，已知接线盒为铜导线，已知接线盒1的温度的温度T1=40，冰瓶温度，冰瓶温度T2=0，接线盒接线盒2的温度的温度T3=20。请在下列条件下计算被测温度。请在下列条件下计算被测温度T。（1）U3=39.314mV时；时；（2）若）若A、B换成铜导线，换成铜