广工传感器习题课

1、传感器习题课传感器习题课 带负载线性电位器传感器电路见图4-4。图中， ， ， ， ， 。求负载误差。若 ，负载误差又是多少？解解：由式（4-2）和式（4-3）可求得位移 时 传感器电阻和空载输出电压分别为：由图可求得带负载 时的输出电压为： V5maxU k5maxRmmx50maxmmx30k20lRk 100lR)(k330505maxmaxxxRRxV330505maxmaxxxUUxxk20lRlxlxxlxlxlxlxxlRRRRRRRRRRURRRRIU)(maxmaxV83. 2203203)35(2032035图4-4 带负载电位器传感器电路图例4-1（P94-95）lR 引

2、起的负载误差为： 若负载 ，可求得输出电压为： 引起的负载误差为： 由此可见，欲使负载误差小于1.0%，必须保证负载电阻 以上。%7 . 5%1003383. 2%100 xxxllUUUrk100lRlxlxxlxlxlxlxxlRRRRRRRRRRURRRRIU)(maxmax)(96. 210031003)35(100310035V%3 . 1%1003396. 2%100 xxxllUUUrmax20RRl 额定载荷为额定载荷为4t4t的圆柱形电阻应变传感器，其展开图见图的圆柱形电阻应变传感器，其展开图见图4-154-15。未受载荷时四片应变片阻值均是。未受载荷时四片应变片阻值均是12

3、0120，允许功耗，允许功耗208.35mW208.35mW，传感器电压灵敏度，传感器电压灵敏度 ，应变片灵，应变片灵敏度系数敏度系数 。1 1）画出桥路接线图；）画出桥路接线图；2 2）求桥路供桥电压；）求桥路供桥电压；3 3）载荷）载荷4t4t和和2t2t时，桥路输出时，桥路输出 电压分别是多少？电压分别是多少？4 4）载荷）载荷2t2t时，时， 的阻值分的阻值分 别为多少？别为多少？ V/V008. 0Uk2k41 RR图4-15 电阻应变传感器展开图例例4-4 （P106-107）解：解： 1 1）根据上面）根据上面结论结论1 1），产生相同应变的应变片不能接在相，产生相同应变的应变片

4、不能接在相邻桥臂上。画出桥路接线图见图邻桥臂上。画出桥路接线图见图4-11.4-11. 2 2）设供桥电压为）设供桥电压为 ，在全桥中每一应变片承受电压为，在全桥中每一应变片承受电压为 。据式（据式（4-194-19）得：）得： 因此，因此， 3 3）载荷）载荷4t4t时的输出电压时的输出电压传感器是线性的，因此载荷传感器是线性的，因此载荷2t2t时的输出电压为：时的输出电压为：2/UURUP2maxmax)2(3max44 208.35 1012010VUPR80mV10V0.008V/VUkUUom40mVmV 8021212omoUU图4-11 桥式测量电路 4 4）由图）由图4-154

5、-15可见，可见， 为拉力，为拉力， 、 产生纵向应变产生纵向应变 ， 、 产生横向应变产生横向应变 。 ， 。由式（。由式（4-334-33）可求得：可求得：F1R3Rr4R2R221k5 . 062102666)5 . 01 (102402)1 (2kUUo)1026662120120(631RkRRR64.120661013331026665 . 0r)1013332120120(642rRkRRR68.119)1 (2kUUo)1 (2kUUo式式(4-21)例例4-6（P136-137） 图图4-64是电容式自动平衡液位测量仪是电容式自动平衡液位测量仪原理框图，试求指针偏转角原理框图

6、，试求指针偏转角与液位与液位h的的表达式。表达式。例4-10（P147） 用铜用铜-康铜热电偶测某一温度康铜热电偶测某一温度T，参比端在室温环境，参比端在室温环境TH中，测得中，测得热电动势热电动势EAB(T，TH)=1.999mV，又用室温计测出，又用室温计测出TH=21,查此查此种热电偶的分度表可知，种热电偶的分度表可知，EAB(21,0)=0.832mV，故得，故得 EAB(T，0)=EAB(T，21)+EAB(21，T0) =1.999+0.832 =2.831(mV)再次查分度表，与再次查分度表，与2.831mV对应的热端温度对应的热端温度T=68。例例 注意注意: 既不能只按既不能

7、只按1.999mV查表，认为查表，认为T=49，也不能把，也不能把49加上加上21，认为，认为T=70。例4-11（P148）例例4-13(158-159) 在较窄温域内铂电阻与温度关系可视为线性 。Pt100的R0=100，=0.00394/。图4-88是铂电阻二线制接入桥路，已知R1=R2=1000，R3=100，引线电阻r=5，被测温度t=300。求二线制接法引起的测量误差。 解：t=300时，热电阻的阻值为： 按图4-87(a)三线制接法，引线电阻不会引起较大误差，（RP=0）其输出电压为： 0(1)tRRat0(1)100(10.00394 300)218.2tRRat31213()totRrRrUURRrRRr218.251005() 10V875mV1000218.2510001005按图4-88二线制接法，输出电压为： 因此引起的相对误差为：URRRrRRrRUtto)22(31322mV949V10)1001000100102 .2181000102 .218(%46. 8%100875875949%100112oooUUU 由此可见，两线制接法引线电阻引起的误差是相当大的。使用时必须由此可见，两线制接法引线电阻引起的误差是相当大的。使用时必须引起足够重视。引起