传感器复习计算题.doc

计算题
1 有两个传感器测量系统,其动态特性可以分别用下面两个微分方程描述,试求这两个系统的时间常数t和静态灵敏度K。
(1)
式中, y——输出电压,V;T——输入温度,℃。
(2)
式中,y——输出电压,mV;x——输入压力,Pa。
2 一压电式加速度传感器的动态特性可以用如下的微分方程来描述,即
式中,y——输出电荷量,pC;x——输入加速度,m/s2。试求其固有振荡频率wn和阻尼比z。
3 已知某二阶传感器系统的固有频率f0=10kHz,阻尼比z=,若要求传感器的输出幅值误差小于3%,试确定该传感器的工作频率范围。
4 设有两只力传感器均可作为二阶系统来处理,,。今欲测量频率为400Hz正弦变化的外力,应选用哪一只?并计算将产生多少幅度相对误差和相位差。
一应变片的电阻R0=120Ω,K=,用作应变为800µm/m的
传感元件。(1)求△R与△R/R;(2)若电源电压Ui=3V,求其惠斯通测量电桥的非平衡输出电压U0。

6 如果将120Ω的应变片贴在柱形弹性试件上,该试件的截面积S=×10-4m2,材料弹性模量E=2×101lN/m2。若由5×,求该应变片的灵敏系数K。

7 以阻值R=120Ω,灵敏系数K=,供桥电压为3V,并假定负载电阻为无穷大,当应变片的应变为2µε和2000µε时,分别求出单臂、双臂差动电桥的输出电压,并比较两种情况下的灵敏度。
8 一台采用等强度梁的电子称,在梁的上下两面各贴有两片电阻应变片,做成称重传感器,如****题图2—12所示。已知
l=10mm,b0=llmm,h=3mm,E=×104N/mm2,K=2,接入直流四臂差动电桥,供桥电压6V,求其电压灵敏度(Ku=Uo/F)。,电桥的输出电压Uo为多大?

(a) (b)
9 现有基长为10mm与20mm的两种丝式应变片,欲测钢构件频率为10kHz的动态应力,%,试问应选用哪一种?为什么?
10 有一只差动电感位移传感器,已知电源电Usr=4V,f=400Hz,传感器线圈铜电阻与电感量分别为R=40Ω,L= 30mH,用两只匹配电阻设计成四臂等阻抗电桥,如图所示,试求:
11 在压力比指示系统中采用差动式变间隙电容传感器和电桥测量电路,如****题11图所示。已知:δ0=;D=;R=;Usr=60V(交流),频率f=400Hz。试求:
(1)该电容传感器的电压灵敏度Ku (V/µm);
(2)当电容传感器的动极板位移△δ=10µm时,输出电压Usc值。12 有一台变间隙非接触式电容测微仪,其传感器的极板半径r=4mm,假设与被测工件的初始间隙d0=。试求:
(1)如果传感器与工件的间隙变化量△d=±10µm,电容变化量为多少?
(2)如果测量电路的灵敏度足Ku=100mV/pF,则在△d=±1µm时的输出电压为多少?

13****题图13(a)所示差动式同心圆筒柱形电容传感器,其可动内电极圆筒外经d=