传感器_作业答案

1、第一章 =2/50 x 100%=4% ,因为 rm=A xm/x a%*xVx=5% 所以，合格 5. 6. (T = 解: n 2 22 2 Vi Vn J i 1 n 1 n 1 n -XiX2XnXi X ni i n X=x x c 图(c) Ri=F2 =F3=F4=120,试求： 当 Ri的增量为Ri =1.2时，电桥输出电压Uo= 8.图示为一直流应变电桥。图中 E=4V, (1) Ri为金属应变片，其余为外接电阻。 (2) Ri, 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) 答： 题(2)中，如果R2与Ri感受应变的

2、极性相反，且 Ri=R2=i. 2，电桥输出电压Uo = 如题 图所示 图 Uo Ri 4 竺 4 i20 0.01V 由于Ri, Ri=R?=Ro R2均为应变片，且批号相同，所受应变大小和方向均相同，则 Ri=R2=R Uo R2R2 (RiRi) (R2R2)R3 R4 2(R R) R3 R4 E i 佟 E 0 2240 根据题意，设Ri=R+R，R2=R - R Uo R2 R2 (R Ri) (R2 R2) 则 Uo R2 R2 R4 E 1E R2 4 i 2 .V 0.02 V (符号根据应变片的极性决定) Ri R2 R3 R4 2R 2 i20 9 .题图示为等强度梁测力

3、系统，R1为电阻应变片，应变片灵敏系数K=,未受应变时，R1=120 Q。当试件受力F时，应变片承受平均应变& =800卩m/m，求： (1) 应变片电阻变化量 Ri和电阻相对变化量 Ri /Ri。 (2) 将电阻应变片Ri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， =800卩 m/m, Ri = 120 代入公式，则KRi 2.05 800 i0 6 i20 0.i968 K 2.05 800 i0 60.i64% Ri 若将电

4、阻应变片置于单臂测量桥路中, U R 理想输出电压： U3 04 R =- XX i0-3= X iO-3 V 4 实际输出电压： R U0 U c、,0.i968 4R 2 R=3X=X i0-3V 4*i20 2*0.i968 非线性误差 S = U0 i8.i3 X i0-4 (公式 2.i.30) U 0 Ri = R2 = R3 = R4 = i20Ri =R2 =0. 若要减小非线性误差，可采用半桥差动电路，且选择 i968 Ri和R2所受应变大小相等，应变方向相反。 此时 U。 2.46mV 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40C，用高

5、精度毫伏表测得这时的热电动势为，求被 测点的温度。 解：由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(40, 0)=，根据中间温度定律计算出 E(t,0)E(t,40)E(40,0)(29.188 1.611)mV30.799mV 再通过分度表查出其对应的实际温度为 E(740,0)30.799mv t 740 C (1) 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。 证明：由于 E ac T , T0eAc T eAc T 0 E bc T , T0eBc T eBc T 两式相减有: Eac T， T0 Ebc eAc T eBc T eAc T0 eBc T0 又由于若一个热

6、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： eAC T0 eBC T0 eAB T0 1) 已知 为 2) 电路 桥的输出 其 中 E=5 伏) 将式(4)代入式(3)有: Eac T , T0 E Bc T , T0 eAC T eBC T eAC T0 eBC T0 eAB T -eAB T0 E AB T0 3. 下面是热电阻测量电路，试说明电路工作原理并计算 Rt是Pt100铂电阻，且其测量温度 T=50C,试计算出Rt的值和Ra的值 中已知R1、R2、R3和E,试计算电 电压VAB (R仁 10KQ, R2=5KQ, R3=10KQ,

7、(a) 8-2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，Ri、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2、3、Rg的 三个导线和电桥连接，2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+Ro为电阻在参考 温度(如0?C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+R。为电阻在参考温度(如 0?C)时的电阻值，又由于电桥在温度为0时, 电桥平衡，此时有： Ri R2 旦3所以电桥在温度为0时，R4=5 KQ R 4 从而， 当温度为T=50C时: Ra = F4-Rto=5OOO-1OO=49OO= KQ Rt R(1 At 100 13.968 .70 Bt 2) 10 350( 5.84710 7)50 2 119 由于温度为