傳感器與檢測(cè)技術(shù)課后部分答案與部分習(xí)題課件

2022/11/261應(yīng)變式傳感器習(xí)題

1.半導(dǎo)體應(yīng)變片主要是利用半導(dǎo)體材料的

B

。A．形變B．電阻率的變化C．彈性模量的變化D．泊松比

2.當(dāng)測(cè)量較小應(yīng)變值時(shí)，應(yīng)選用根據(jù)電阻應(yīng)變效應(yīng)工作的金屬應(yīng)變片，而測(cè)量大應(yīng)變值時(shí)應(yīng)選用根據(jù)壓阻效應(yīng)工作的半導(dǎo)體應(yīng)變片。3.常用的應(yīng)變片有金屬與半導(dǎo)體兩大類。應(yīng)變片的靈敏度表達(dá)式為，對(duì)于金屬電阻應(yīng)變片來說：S=1+2μ，而對(duì)于半導(dǎo)體應(yīng)變片來說S＝

πeE

。前一種應(yīng)變片的靈敏度比后一種低。2022/11/261應(yīng)變式傳感器習(xí)題1.半導(dǎo)體應(yīng)變片主2022/11/2624.金屬電阻應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化主要是由于電阻絲的幾何尺寸變化產(chǎn)生的。5.一應(yīng)變片的電阻R0=120Ω，K=2.05，用作應(yīng)變?yōu)?00μm/m的傳感元件。(1)求△R與△R/R。；(2)若電源電壓Ui=3V,求半橋單臂測(cè)量電路的非平衡輸出電壓Uo。解：（1）根據(jù)公式S=(△R/R)/ε，所以△R/R=S

*ε=2.05*800*1e-6=0.00164,所以△R=0.00164*120=0.1698Ω。

（2）半橋單臂的輸出電壓Uo=

(△R/R)/4*Ui,Uo=0.00164/4*3=0.001232022/11/2624.金屬電阻應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化主要是2022/11/2636.有人在使用電阻應(yīng)變儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片以提高靈敏度。試問，在下列情況下，是否可提高靈敏度？說明為什么？半橋雙臂各串聯(lián)一片。半橋雙臂各并聯(lián)一片。解：未增加電阻應(yīng)變片時(shí)，半橋雙臂的靈敏度S=△R/2Ro(1)當(dāng)半橋雙臂各串聯(lián)一片時(shí)：S={2(R1+△R1)/(2(R1+△R1)+2（R2-△R2）)-R4/(R3+R4)},R1=R2=R3=R4=R0,△R1=△R2=△R,S=△R/2Ro,所以不能提高靈敏度。（2）當(dāng)半橋雙臂各串聯(lián)一片時(shí):把（1）中的2都換成1/2，發(fā)現(xiàn)大小仍然沒有改變。2022/11/2636.有人在使用電阻應(yīng)變儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度2022/11/2647.有一懸臂梁，在其中部上、下兩面各貼兩片應(yīng)變片，組成全橋，如下圖所示。若該梁懸臂端受一向下力F=1N，長(zhǎng)L=0.25m，寬W=0.06m，厚t=0.003m，E=70×109Pa，x=0.5L，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)S=2.1，應(yīng)變片空載電阻R0=120Ω；試求此時(shí)這四個(gè)應(yīng)變片的電阻值。注：2022/11/2647.有一懸臂梁，在其中部上、下兩面各貼2022/11/265（1）2022/11/265（1）2022/11/2668.有一電阻應(yīng)變片（題圖如下），其靈敏度S=2，R=120Ω，設(shè)工作時(shí)其應(yīng)變?yōu)?000με，問ΔR=？設(shè)將此應(yīng)變片接成如圖所示的電路，試求1）無應(yīng)變時(shí)電流表示值；2）有應(yīng)變時(shí)電流表示值；3）電流表指示值相對(duì)變化量；4）試分析這個(gè)變量能否從表中讀出？2022/11/2668.有一電阻應(yīng)變片（題圖如下），其靈敏2022/11/2679.圖為一直流應(yīng)變電橋，E=4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求：①R1為應(yīng)變片，其余為外接電阻，R1增量為△R1=3.5Ω時(shí)輸出UO=?②R1、R2是應(yīng)變片，感受應(yīng)變極性大小相同，其余為電阻，電壓輸出UO=?③R1、R2感受應(yīng)變極性相反,輸出UO=?。④

R1、R2、R3、R4都是應(yīng)變片，對(duì)臂同性，鄰臂異性，電壓輸出UO=?。（可近似計(jì)算）2022/11/2679.圖為一直流應(yīng)變電橋，E=4V，R12022/11/2682022/11/2682022/11/269電容式傳感器習(xí)題

1．電容式傳感器靈敏度最高的是（A）。A.極距變化型B.面積變化型C.介質(zhì)變化型2.變間距式電容傳感器適用于測(cè)量微小位移是因?yàn)椋˙）。A.電容量微弱、靈敏度太低B.傳感器靈敏度與間距平方成反比，間距變化大則非線性誤差大C.需要做非接觸測(cè)量3.極距變化型的電容式傳感器存在著非線性度，為了改善非線性度及提高傳感器的靈敏度，通常采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)的接法。4．角位移變面積式傳感器輸出與輸入之間的關(guān)系式為

。5.電容式傳感器是（結(jié)構(gòu)性）傳感器2022/11/269電容式傳感器習(xí)題1．電容式傳感器靈敏2022/11/26105．有一只極距變化式電容傳感器，兩極板的重合面積為8cm2，兩極板間的距離為1mm，已知空氣的相對(duì)介電常數(shù)為1.0006，試計(jì)算該傳感器的位移靈敏度。

解：S= =-(1.0006*8*1e-4)/1e-6=-800.48A2022/11/26105．有一只極距變化式電容傳感器，兩極2022/11/26116．一電容測(cè)微儀，其傳感器的圓形極板半徑r=4mm，工作初始間隙d=0.3mm，問:(1)工作時(shí)，如果傳感器與工作的間隙變化量Δd=±1μm時(shí)，電容變化量是多少?(2)如果測(cè)量電路的靈敏度S1=100mV／pF，讀數(shù)儀表的靈敏度S2=5格／mV，在Δd

=±1μm時(shí)，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格?注：2022/11/26116．一電容測(cè)微儀，其傳感器的圓形極板2022/11/26122022/11/26122022/11/26132022/11/26132022/11/26142022/11/26142022/11/2615調(diào)制與解調(diào)的目的是什么2022/11/2615調(diào)制與解調(diào)的目的是什么2022/11/2616應(yīng)變式傳感器習(xí)題

1.半導(dǎo)體應(yīng)變片主要是利用半導(dǎo)體材料的

B

。A．形變B．電阻率的變化C．彈性模量的變化D．泊松比

2.當(dāng)測(cè)量較小應(yīng)變值時(shí)，應(yīng)選用根據(jù)電阻應(yīng)變效應(yīng)工作的金屬應(yīng)變片，而測(cè)量大應(yīng)變值時(shí)應(yīng)選用根據(jù)壓阻效應(yīng)工作的半導(dǎo)體應(yīng)變片。3.常用的應(yīng)變片有金屬與半導(dǎo)體兩大類。應(yīng)變片的靈敏度表達(dá)式為，對(duì)于金屬電阻應(yīng)變片來說：S=1+2μ，而對(duì)于半導(dǎo)體應(yīng)變片來說S＝

πeE

。前一種應(yīng)變片的靈敏度比后一種低。2022/11/261應(yīng)變式傳感器習(xí)題1.半導(dǎo)體應(yīng)變片主2022/11/26174.金屬電阻應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化主要是由于電阻絲的幾何尺寸變化產(chǎn)生的。5.一應(yīng)變片的電阻R0=120Ω，K=2.05，用作應(yīng)變?yōu)?00μm/m的傳感元件。(1)求△R與△R/R。；(2)若電源電壓Ui=3V,求半橋單臂測(cè)量電路的非平衡輸出電壓Uo。解：（1）根據(jù)公式S=(△R/R)/ε，所以△R/R=S

*ε=2.05*800*1e-6=0.00164,所以△R=0.00164*120=0.1698Ω。

（2）半橋單臂的輸出電壓Uo=

(△R/R)/4*Ui,Uo=0.00164/4*3=0.001232022/11/2624.金屬電阻應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化主要是2022/11/26186.有人在使用電阻應(yīng)變儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應(yīng)變片以提高靈敏度。試問，在下列情況下，是否可提高靈敏度？說明為什么？半橋雙臂各串聯(lián)一片。半橋雙臂各并聯(lián)一片。解：未增加電阻應(yīng)變片時(shí)，半橋雙臂的靈敏度S=△R/2Ro(1)當(dāng)半橋雙臂各串聯(lián)一片時(shí)：S={2(R1+△R1)/(2(R1+△R1)+2（R2-△R2）)-R4/(R3+R4)},R1=R2=R3=R4=R0,△R1=△R2=△R,S=△R/2Ro,所以不能提高靈敏度。（2）當(dāng)半橋雙臂各串聯(lián)一片時(shí):把（1）中的2都換成1/2，發(fā)現(xiàn)大小仍然沒有改變。2022/11/2636.有人在使用電阻應(yīng)變儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏度2022/11/26197.有一懸臂梁，在其中部上、下兩面各貼兩片應(yīng)變片，組成全橋，如下圖所示。若該梁懸臂端受一向下力F=1N，長(zhǎng)L=0.25m，寬W=0.06m，厚t=0.003m，E=70×109Pa，x=0.5L，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)S=2.1，應(yīng)變片空載電阻R0=120Ω；試求此時(shí)這四個(gè)應(yīng)變片的電阻值。注：2022/11/2647.有一懸臂梁，在其中部上、下兩面各貼2022/11/2620（1）2022/11/265（1）2022/11/26218.有一電阻應(yīng)變片（題圖如下），其靈敏度S=2，R=120Ω，設(shè)工作時(shí)其應(yīng)變?yōu)?000με，問ΔR=？設(shè)將此應(yīng)變片接成如圖所示的電路，試求1）無應(yīng)變時(shí)電流表示值；2）有應(yīng)變時(shí)電流表示值；3）電流表指示值相對(duì)變化量；4）試分析這個(gè)變量能否從表中讀出？2022/11/2668.有一電阻應(yīng)變片（題圖如下），其靈敏2022/11/26229.圖為一直流應(yīng)變電橋，E=4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求：①R1為應(yīng)變片，其余為外接電阻，R1增量為△R1=3.5Ω時(shí)輸出UO=?②R1、R2是應(yīng)變片，感受應(yīng)變極性大小相同，其余為電阻，電壓輸出UO=?③R1、R2感受應(yīng)變極性相反,輸出UO=?。④

R1、R2、R3、R4都是應(yīng)變片，對(duì)臂同性，鄰臂異性，電壓輸出UO=?。（可近似計(jì)算）2022/11/2679.圖為一直流應(yīng)變電橋，E=4V，R12022/11/26232022/11/2682022/11/2624電容式傳感器習(xí)題

1．電容式傳感器靈敏度最高的是（A）。A.極距變化型B.面積變化型C.介質(zhì)變化型2.變間距式電容傳感器適用于測(cè)量微小位移是因?yàn)椋˙）。A.電容量微弱、靈敏度太低B.傳感器靈敏度與間距平方成反比，間距變化大則非線性誤差大C.需要做非接觸測(cè)量3.極距變化型的電容式傳感器存在著非線性度，為了改善非線性度及提高傳感器的靈敏度，通常采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)的接法。4．角位移變面積式傳感器輸出與輸入之間的關(guān)系式為

。5.電容式傳感器是（結(jié)構(gòu)性）傳感器2022/11/269電容式傳感器習(xí)題1．電容式傳感器靈敏2022/11/26255．有一只極距變化式電容傳感器，兩極板的重合面積為8cm2，兩極板間的距離為1mm，已知空氣的相對(duì)介電常數(shù)為1.0006，試計(jì)算該傳感器的位移靈敏度。

解：S= =-(1.0006*8*1e-4)/1e-6=-800.48A2022/11/26105．有一只極距變化式電容傳感器，兩極2022/11/26266．一電容測(cè)微儀，其傳感器的圓形極板半徑r=4mm，工作初始間隙d=0.3mm，問:(1)工作時(shí)，如果傳感器與工作的間隙變化量Δd