传感器误差分析习题.doc

第一章 1-3 有一金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120Ω，设工作时其应变为1200μ，问ΔR是多少？若将此应变片与2V直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少？ 解:　由P18,公式(1-6)可知， 　　　　　 无应变　 有应变　 1-4 应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体，直径D=10cm，材料弹性模量E=205×109N/m2，用它称50吨重物体，若用电阻丝式应变片，应变片的灵敏度系数S=2，R=120Ω，问电阻变化多少？ 解：　因为： 所以： 1-5 已知两极板电容传感器，其极板面积为A，两极板间介质为空气，极板间距1mm，当极距减少0.1mm时，其电容变化量和传感器的灵敏度？若参数不变，将其改为差动结构，当极距变化0.1mm时，求其电容变化量和传感器的灵敏度？并说明差动传感器为什么能提高灵敏度和减少线性误差。 解：　 差动结构： 　　　　　 灵敏度提高一倍。 非线性改善讨论： 　　非差动时　： 　　　　　　　　　　 　　当，展开上式得： 　　　　　………………（1） 差动结构时： 当，展开上式得： 　　　　　　 所以：　 　　　比较式(1),式(2)可知，其线性度和灵敏度都会改善。 1-6 有一电容测微仪，其传感器的圆形板极半径r=5mm，开始初始间隙=0.3mm，问 （1）工作时，如果传感器与工件的间隙缩小1μm，电容变化量是多少？ （2）若测量电路灵敏度S1=100mv/PF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mv，上述情况下，仪表的指示值变化多少格？ 解： 对空气　 　 所以：　 　　　　　　　　　 　　　　　　　所以 (2) 1-11 变磁阻式传感器，如图1-10所示，铁芯导磁截面积A=1.5cm2，长度=20cm，铁芯相对磁导率μ=5000，线圈匝数W=3000，若原始气隙0=0.5cm，若Δ=±0.1mm： （1）求其灵敏度ΔL/Δ=？ （2）采用差动方式如图1-11，其灵敏度ΔL/Δ=？ 解：　(1) (2)差动：　 时， 时，