电子信息工程-1-5习题课.ppt

1、题2 检验一台量程为0-250mmH2O的差压变送器，当差压由0上升至100mmH2O时，差压变送器读数为98mmH2O；当差压由250mmH2O下降至100mmH2O时，差压变送器读数为103mmH2O，问此仪表在该点的迟滞（变差）是多少？,题3某玻璃水银温度计微分方程式为 式中：Q0为水银柱高度(m); Qi为被测温度（C）。 试确定该温度计的时间常数和静态灵敏度系数。,题4 已知某一阶传感器的传递函数 =0.001s,求该传感器输入信号工作频率范围。,题5已知某位移传感器，当输入量X=10m,其输出电压变化 U=50mV。求其平均灵敏度K1为多少？若采用两个相同的上述传感器组成差动测量系

2、统则差动式位移传感器的平均灵敏度K2为多少？,题6.如果将100电阻应变片贴在弹性试件上，若试件受力横截面S=0.5X10-4m2,弹性模量E=2X1011N/m2,若有F=5X104N的拉力引起应变电阻变化1。试求该应变片的灵敏度系数？,题7.一台用等强度梁作为弹性元件的电子称，在梁的上下面各贴两片相同的电阻应变片（K2）,已知l=100mm、b=11mm 、 E=2X1011N/mm2。现将四个应变片接入直流电桥中，电桥电源电压U=6V。当F=0.5kg时，求电桥输出电压U0。,题8 一应变片的电阻R=120,K=2.05，应变为800m/m的传感元件。求： 1）R和R/R; 2)若电源的

3、电压U=3V，求此时的电桥的输出电压U0。,题9. 在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片R=120的金属应变片R1 和R2，把这两应变片接入差动电桥。若钢的泊松比0.285，应变片的灵敏系数K=2,电桥电源电压6V，当试件受轴向拉伸时，测得应变R1 的变化R1 0.48 。试求电桥的输出电压U0。,R1,R2,F,F,1,-2,F,F,-2,F,在与轴线任意夹角方向，其应变为：,弹性元件的杨氏模量,A,A,题10.如图所示在悬臂梁距端部为L的位置上下面各贴两片完全相同的电阻应变片R1 、R2 、R3 、R4 。试求（c）（d）（e）三种桥臂接法桥路输出电压对（b）种接法输出电

4、压的比值。图中U为电源电压，R是固定电阻R1 R2 R3 R4 R， U0为桥路输出电压。,b,d,e,c,题11.变极距（d）型平板电容传感器，当d0=1mm时，若要求线性度为0.1。求允许间距最大变化量是多少？,题12.如图所示平板式电容传感器。已知：极板尺寸a=b=4mm，间隙d0=0.5mm，极板间介质为空气。求传感器静态灵敏度；若极板沿x方向移动2mm，求此时电容量。真空价电常数 F/mm,a,b,d0,x,题13. 如图所示为移液体储罐，采用电容式液面计测量液位。已知罐的内径D=4.2m，金属圆柱电容电极直径d=3mm，液位量程H=20m,罐内含有瓦斯气，介电常数13.27X10-

5、12F/m, 液体介电常数139.82X10-12F/m。求：液面计零点迁移电容和量程电容值。,14.气隙型电感传感器，衔铁端面S=4X4mm2,气隙总长度l=0.8mm,衔铁最大位移 l=0.08mm,激励线圈匝数N=2500匝， 4X10-7H/m 计算: 1）线圈的电感值； 2）电感的最大变化量。,题15.,变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示。C0=200pF，传感器的起始电容量C x0=20pF,定动极板距离d0=1.5mm,运算放大器为理想放大器(K,Zi),Rf极大,输入电压u1=5sint V。求当电容传感动极板上输入一位移量x=0.15mm使d0减小时,电路输

6、出电压u0为多少?,1解：由式 现检测某点的最大绝对误差为4，所以此仪表不合 格。,我国工业仪表等级分为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七个等级,并标志在仪表刻度标尺或铭牌上.仪表准确度习惯上称为精度,准确度等级习惯上称为精度等级。 仪表精度=（绝对误差的最大值/仪表量程）*100% 。以上计算式取绝对值去掉%就是我们看到的精度等级了。,2 解：该仪表的迟滞（103-98）/(250-0) =2%,3解：由方程式知道该温度计为一阶传感器。 1)时间常数a1/a0=4/2=2s 2)静态灵敏度系数k=b0/a0=2x10-3/2=10-3 m/,4解： 一阶传感器的频率传递

7、函数： 幅频特性 由一阶响应曲线如图可知，当A()0.707时输出信号失 真较小，测量结果较精确。因此取该范围为工作段 。 在0.707处=1, =2f 所以输入信号工作范围为0-159Hz.,5解：K1=(U /X)=5mV/m 两个相同的上述传感器构成差动时：K2=2K1=10mV/m,6解：应变片电阻的相对变化量 应变,7解：四片应变片上下各两片。受F作用后，梁上 表面R1. R4产生正应变电阻变化，下表面R2.R3则产 生负应变电阻变化。,L,t,b,电阻相对变化量及桥路电压输出为,8解,9 解:R1受轴向力产生正应变10,R2沿圆周方向贴则产生负应变20。,10 b) U0= c)U0= d),b,c,d,e) 所以比为：2/(1+R1/R1)，2，4。,e,11解：变极距型平板电容传感器的d/d1时，