150410传感器作业与答案.doc

2-4 某压力传感器测试数据如表2-1所示，计算非线性误差、迟滞、重复性误差。 表2-1 压力/MPa 输出值/mV 第一循环 第二循环 第三循环 正行程 反行程 正行程 反行程 正行程 反行程 0.00 -2.73 -2.71 -2.71 -2.68 -2.68 -2.69 0.02 0.56 0.66 0.61 0.68 0.64 0.69 0.04 3.96 4.06 3.99 4.09 4.03 4.11 0.06 7.40 7.49 7.43 7.53 7.45 7.52 0.08 10.88 10.95 10.89 10.93 10.94 10.99 0.10 14.42 14.42 14.47 14.47 14.46 14.46 答：拟合曲线的两个端点取两个最远点：（0.00，-2.73）与（0.10，14.47） 采用拟合直线法 则方程式为：y=172x-2.73 将三次测试取平均值计算得 压力/MPa 输出值/mV 拟合曲线值 偏差值 平均值 正行程 反行程 正行程 反行程 0.00 -2.71 -2.69 -2.73 -0.02 -0.04 0.02 0.60 0.68 0.71 0.11 0.03 0.04 3.99 4.09 4.15 0.16 0.06 0.06 7.43 7.51 7.59 0.16 0.08 0.08 10.90 10.96 11.03 0.13 0.07 0.10 14.45 14.45 14.47 0.02 0.02 计算非线性误差： ） 计算迟滞： 压力/MPa 输出值/mV 偏差值 平均值 正行程 反行程 0.00 -2.71 -2.69 0.01 0.02 0.60 0.68 0.07 0.04 3.99 4.09 0.09 0.06 7.43 7.51 0.09 0.08 10.90 10.96 0.05 0.10 14.45 14.45 0.00 （由于实际测量曲线间有交叉，所以取单行程的平均值为正反行程值） 计算重复性误差： 压力/MPa 输出值/mV 偏差值 输出值/mV 偏差值 第一循环 第二循环 第三循环 第一循环 第二循环 第三循环 正行程 正行程 正行程 反行程 反行程 反行程 0.00 -2.73 -2.71 -2.68 -0.05 -2.71 -2.68 -2.69 -0.03 0.02 0.56 0.61 0.64 -0.08 0.66 0.68 0.69 -0.03 0.04 3.96 3.99 4.03 -0.07 4.06 4.09 4.11 -0.05 0.06 7.40 7.43 7.45 -0.05 7.49 7.53 7.52 -0.04 0.08 10.88 10.89 10.94 -0.06 10.95 10.93 10.99 -0.06 0.10 14.42 14.47 14.46 -0.05 14.42 14.47 14.46 -0.05 3-5. 图示为一直流应变电桥。图中E=4V，R1=R2 =R3=R4=120?，试求： （1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1的增量为?R1=1.2?时，电桥输出电压U0=? （2）R1，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）题（2）中，如果R2与R1感受应变的极性相反，且?R1=?R2=1.2?，电桥输出电压U0=? 答： 如题 3-5 图所示 图3-5 由于R1，R2均为应变片，且批号相同，所受应变大小和方向均相同，则R1=R2=R, ?R1=?R2=?R。 ③ 根据题意，设R1=R+?R1 ，R2=R—?R2 则： 3-9.将一个阻值为120 ?的康铜丝应变片粘贴在优质碳素钢杆表面，轴向受力，该试件的直径为10 mm，碳素钢的弹性模量E=Pa，由应变片组成一个单臂应变电桥，设应变片允许通过的最大电流为30mA，求当碳素钢杆受到100N的力时电桥最大可能的输出开路电压。 答：A：截面积；E：弹性模量；F：受力；ε ：轴向应变；K：应变片灵敏系数；电桥电源电压； （1）求截面积： （2）求轴向应变，P55，轴向应变与受力F、截面积A、弹性模量E之间的关系是： （3）求电源电压：（注：每一臂的电阻是2R） （4）求允许的电阻变化量ΔR：K查表3-1得K=2 依据公式得到： （5）求输出电压： 5-5 题5-5图为电容式传感器的双T电路测量电路，已知k?, =20 k?, =10 V, =1 MHz, =10 pF,