川大电气信息学院传感器作业答案

1、第一章 3.rm=2/50100%=4% , 因为 rm=xm/xa%*xn/x=5% 所以，合格5. =168.488mA =0.082 6. =1.56 =0.1046x= 3=1.560.31381.2462x1.8738 , 无坏值9.拟合后：y=0.499x+1.02 =0.04/15.98100%=0.25% K=0.49910某压力传感器测试数据如表1.2所示，计算非线性误差、迟滞、重复性误差。答：拟合曲线的两个端点取两个最远点：（0.00，-2.71）与（0.10，14.45）则方程式为：将三次测试去平均值计算得压力/MPa输出值/mV 拟合曲线值偏差值平均值正行程反行程正行程

2、反行程0.00 -2.71 -2.69 -2.71 0.00 -0.02 0.02 0.60 0.68 0.72 0.12 0.05 0.04 3.99 4.09 4.15 0.16 0.07 0.06 7.43 7.51 7.59 0.16 0.07 0.08 10.90 10.96 11.02 0.11 0.06 0.10 14.45 14.45 14.45 0.00 0.00 计算非线性误差：压力/MPa输出值/mV 偏差值平均值正行程反行程0.00 -2.71 -2.69 0.01 0.02 0.60 0.68 0.07 0.04 3.99 4.09 0.09 0.06 7.43 7.

3、51 0.09 0.08 10.90 10.96 0.05 0.10 14.45 14.45 0.00 计算迟滞：计算重复性误差：压力/MPa输出值/mV 偏差值输出值/mV 偏差值第一循环第二循环第三循环第一循环第二循环第三循环正行程正行程正行程反行程反行程反行程0.00 -2.73 -2.71 -2.68 -0.05 -2.71 -2.68 -2.69 -0.03 0.02 0.56 0.61 0.64 -0.08 0.66 0.68 0.69 -0.03 0.04 3.96 3.99 4.03 -0.07 4.06 4.09 4.11 -0.05 0.06 7.40 7.43 7.45

4、-0.05 7.49 7.53 7.52 -0.04 0.08 10.88 10.89 10.94 -0.06 10.95 10.93 10.99 -0.06 0.10 14.42 14.47 14.46 -0.0514.42 14.47 14.45 -0.05 第二章3. 金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120，设工作时其应变为1200e，问R是多少？若将此应变片与2V直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少？解: 无应变时 I=E/R=2/120=16.7mA 有应变时: I=E/(R+R)=2/(120+0.36)=16.6mA4应变片称重传感器，其弹性体为圆

5、柱体，直径D=100mm,材料弹性模量E=205*109 N/M2,用它称500KN的物体，若用电阻丝式应变片，应变片的灵敏系数K=2,R=120欧姆，问电阻变化多少？7 拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥电路，试问：（ 1 ） 四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？（ 2 ） 画出相应的电桥电路图。答： 如题图所示 等截面悬梁臂，在外力F作用下，悬梁臂产生变形，梁的上表面受到拉应变，而梁的下表面受压应变。当选用四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路，则应变片如题图（b）所示粘贴。图（a）图（b） 电阻应变片所构成的差动全桥电路接线如图所示，R1、R4所受应变方向相同

6、,R2、R3所受应变方向相同，但与R1、R4所受应变方向相反。图（c）8. 图示为一直流应变电桥。图中E=4V，R1=R2 =R3=R4=120，试求： （1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1的增量为 R1 =1. 2 时，电桥输出电压U0=? （2）R1，R2都是应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，电桥输出电压U0 = ?（3）题（2）中，如果R2与R1感受应变的极性相反，且R1=R2=1. 2 ，电桥输出电压U0 = ?答： 如题 2.1 图所示图2.1 由于R1， R2均为应变片，且批号相同，所受应变大小和方向均相同，则 R1=R2=R , R1=R2

7、=R。 根据题意，设R1=R+R1 ，R2=R - R2则 （符号根据应变片的极性决定）9 . 题2.2图示为等强度梁测力系统，R1为电阻应变片，应变片灵敏系数K=2.05，未受应变时，R1=120。当试件受力F时，应变片承受平均应变=800m/m，求：（1）应变片电阻变化量R1和电阻相对变化量R1 /R1。（2）将电阻应变片R1置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V，求电桥输出电压及电桥非线性误差。（3）若要减小非线性误差，应采取何种措施？并分析其电桥输出电压及非线性误差大小。答： 根据应变效应，有已知K=2. 05 ，=800m/m ，R1 = 120 代入公式，则 若将电阻应变片置于单

8、臂测量桥路中，理想输出电压 ： =1.6410-3=1.2310-3 V 实际输出电压 ： =3=1.22910-3V非线性误差 = 10-4（公式2.1.30） 若要减小非线性误差，可采用半桥差动电路，且选择R1 = R2 = R3 = R4 = 120 R1 =R2 =0. 1968 R1和R2所受应变大小相等，应变方向相反。 此时 热电偶传感器补充题1.用镍铬-镍硅(K)热电偶测量温度，已知冷端温度为40，用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV，求被测点的温度。解：由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(40，0)=1.611mV，根据中间温度定律计算出再通过分度表查出其对应的实际温

9、度为2.热电偶产生的热电势由哪几种电势组成，试证明热电偶的标准电极定律。(1)证明：由于(2)两式相减有：(3)又由于若一个热电偶由A、B、C三种导体组成，且回路中三个接点的温度都相同，则回路总电动势必为零，即：(4)将式(4)代入式(3)有：3.下面是热电阻测量电路，试说明电路工作原理并计算1) 已知Rt是Pt100铂电阻，且其测量温度为T=50，试计算出Rt的值和Ra的值2) 电路中已知R1、R2、R3和E，试计算电桥的输出电压VAB其中（R1=10K，R2=5K，R3=10K，E=5伏） 答：该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示电表组成。图中G为指示电表，R1、R2、R3为固定电阻，Ra为零位调节电阻。热电阻都通过电阻分别为r2、r3、Rg的三个导线和电桥连接，r2和r3分别接在相邻的两臂，当温度变化时，只要它们的Rg分别接在指示电表和电源的回路中，其电阻变化也不会影响电桥的平衡状态，电桥在零位调整时，应使R4=Ra+Rt0为电阻在参考温度（如0C）时的电阻值。三线连接法的缺点之一是可调电阻的接触电阻和电桥臂的电阻相连，可能导致电桥的零点不稳。(1)电桥在零位调整时，应使R4=Ra+Rt0为电阻在参考温度（如0C）时的电阻值，又由于电桥在