传感器原理及应用习题课后答案解析_第2章到第8章.docxVIP

传感器原理及应用习题课后答案解析_第2章到第8章.docx

  1. 1、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。。
  2. 2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  3. 3、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  4. 4、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  5. 5、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  6. 6、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  7. 7、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
专业资料整理分享 专业资料整理分享 完美 完美 WORD 格式编辑 《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案 教材:传感器技术(第 3 版)贾伯年主编,及其他参考书 第 2 章 电阻式传感器 金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何异同?试比较应变计各种灵敏系数概念的不同物理意 义。 答:(1)相同点:它们都是在外界力作用下产生机械变形,从而导致材料的电阻发生变化所;不同点:金属材料的应变效应以机械形变为主,材料的电阻率相对变化为辅;而半导体材料则正好相反,其应变效应 以机械形变导致的电阻率的相对变化为主,而机械形变为辅。 (2)对于金属材料,灵敏系数 K0=Km=(1+2μ)+C(1-2μ)。前部分为受力后金属几何尺寸变化,一般μ≈ 0.3,因此(1+2μ)=1.6;后部分为电阻率随应变而变的部分。金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化 为主。 对于半导体材料,灵敏系数 K0=Ks=(1+2μ)+πE。前部分同样为尺寸变化,后部分为半导体材料的压阻效应所致,而πE(1+2μ),因此K0=Ks=πE。半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。 从丝绕式应变计的横向效应考虑,应该如何正确选择和使用应变计?在测量应力梯度较大或应力集中 的静态应力和动态应力时,还需考虑什么因素? 简述电阻应变计产生热输出(温度误差)的原因及其补偿办法。 答:电阻应变计的温度效应及其热输出由两部分组成:前部分为热阻效应所造成;后部分为敏感栅与试件 热膨胀失配所引起。在工作温度变化较大时,会产生温度误差。 补偿办法:1、温度自补偿法 (1)单丝自补偿应变计;(2) 双丝自补偿应变计 2、桥路补偿法 (1)双丝半桥式;(2)补偿块法 试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。 U ?R ?R ?R ?R 1 ?R ?R ?R ?R 答:原因: ?U ? ( 1 ? 4 R 1 R 2 ? 2 R 3 ? 3 4 ) 1 ? ( 1 ? R 2 R 4 1 R 2 ? 2 R 3 ? 3 R 4 ) 4 上式分母中含ΔRi/Ri,是造成输出量的非线性因素。无论是输出电压还是电流,实际上都与ΔRi/Ri 呈非线性关系。 措施:(1) 差动电桥补偿法:差动电桥呈现相对臂“和”,相邻臂“差”的特征,通过应变计合理布片达到补偿目的。常用的有半桥差动电路和全桥差动电路。 (2) 恒流源补偿法:误差主要由于应变电阻ΔRi 的变化引起工作臂电流的变化所致。采用恒流源,可减小误差。 如何用电阻应变计构成应变式传感器?对其各组成部分有何要求? 答:一是作为敏感元件,直接用于被测试件的应变测量;另一是作为转换元件,通过弹性敏感元件构成传 感器,用以对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。 要求:非线性误差要小(0.05%~0.1%F.S),力学性能参数受环境温度影响小,并与弹性元件匹配。 现有栅长 3mm 和 5mm 两种丝式应变计,其横向效应系数分别为 5%和 3%。欲用来测量泊松比μ=0.33 的铝合金构件在单向应力状态下的应力分布(其应力分布梯度较大)。试问:应选用哪一种应变计?为什么? 答:应选用栅长为 5mm 的应变计。 dR 由公式 ? (1 ? 2?)? d? 和 dR ? [(1 ? 2?) ? C(1 ? 2?)]? ? K ?  知应力大小是通过测量应变片 R x ? R x m x 电阻的变化率来实现的。电阻的变化率主要由受力后金属丝几何尺寸变化所致部分(相对较大)加上电阻 率随应变而变的部分(相对较小)。一般金属μ≈0.3,因此(1+2μ)≈1.6;后部分为电阻率随应变而变 的部分。以康铜为例,C≈1,C(1-2μ)≈0.4,所以此时 K0=Km≈2.0。显然,金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。从结构尺寸看,栅长为5mm 的丝式应变计比栅长为 3mm 的应变计在相同力的作用下, 引起的电阻变化大。 现选用丝栅长 10mm 的应变计检测弹性模量E ? 2 ?1011 N / m 2 、密度 ? ? 7.8g / cm 2 的钢构件承受谐 振力作用下的应变,要求测量精度不低于0.5%。试确定构件的最大应变频率限。 vl?6 v l? 6 e (高频)应变测量,尤会产生误差。由 f ? max 式中v 为声波在钢构件中传播的速度; 又知道声波在该钢构件中的传播速度为: E?2 ?1011 N / m 27.8 ?10?3 ?106 kg / E ? 2 ?1011 N / m 2 7.8 ?10?3 ?106 kg / m3 2 ?108 ? 9.8kg ? m2 / s 2 7.8kg 可算得 f ? ? vl v l? 6 e ? 112kHz 1.585 ?104

文档评论(0)

tianya189 + 关注
官方认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

认证主体 阳新县融易互联网技术工作室
IP属地上海
统一社会信用代码/组织机构代码
92420222MA4ELHM75D

1亿VIP精品文档

相关文档