傳感器習(xí)題解答

傳感器及應(yīng)用習(xí)題解答有一溫度計(jì)，它的測(cè)量范圍0度~200度，精度等級(jí)為0.5級(jí)，求：1.該溫度計(jì)可能出現(xiàn)的最大絕對(duì)誤差.

2.當(dāng)示值分別為20度、100度是的示值相對(duì)誤差1.200*0.005=12.20*0.005=0.1100*0.005=0.5

儀表引起的絕對(duì)誤差為：△max=±=±=±5℃

由γx＝=可得

儀表引起的絕對(duì)誤差為：=±1%《傳感器及應(yīng)用》第2版部分習(xí)題解答1-9.有一臺(tái)測(cè)溫儀表，測(cè)量范圍為-200～+800℃，準(zhǔn)確度為0.5級(jí)?，F(xiàn)用它測(cè)量500℃的溫度，求儀表引起的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。解：由可得儀表引起的絕對(duì)誤差為：

△max=±=±=±5℃

△max

由γx＝=可得由γx=儀表引起的相對(duì)誤差為：

=±1%1-10.有兩臺(tái)測(cè)溫儀表，測(cè)量范圍為-200～+300℃和0～800℃,已知兩臺(tái)表的絕對(duì)誤差最大值△tmax=5℃,試問哪臺(tái)表精度高？解：根據(jù)∵AF.S1=300-（-200）=500＜AF.S2=800∴S1＞S2答：測(cè)量范圍為0～800℃的儀表精度高。或：γ1＞γ2答：測(cè)量范圍為0～800℃的儀表精度高。1-11.有三臺(tái)測(cè)溫儀表量程均為600℃，精度等級(jí)分別為2.5級(jí)、2級(jí)和1.5級(jí)，現(xiàn)要測(cè)量溫度為500℃的物體，允許相對(duì)誤差不超過2.5％，問選用哪一臺(tái)最合適（從精度和經(jīng)濟(jì)性綜合考慮）？解：根據(jù)題意，允許儀表絕對(duì)誤差不超過500×2.5%=12.5℃允許儀表相對(duì)誤差不超過γn答：2級(jí)和1.5級(jí)儀表均能滿足測(cè)量誤差要求，但從精度和經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，應(yīng)選2級(jí)儀表。1-12.用45號(hào)鋼制作的螺栓長(zhǎng)度為500mm，旋緊后，長(zhǎng)度變?yōu)?00.10mm，試求螺栓產(chǎn)生的應(yīng)變和應(yīng)力？解：

則ε=又根據(jù)σ=Eε，查表1-2得45號(hào)鋼的E=2.0×1011（N/m2）則σ=2.0×1011×2×10-4=4×107（N/m2）

根據(jù)1-13.有一圓桿件，直徑D=1.6cm，長(zhǎng)度l=2m，外施拉力F=20000N，桿件絕對(duì)伸長(zhǎng)△l=0.1cm。求材料的彈性模量。若材料泊松比μ=0.3，求桿件的橫向應(yīng)變及拉伸后的直徑是多少？解：（1）求材料的彈性模量由σ=Eε得（2）求桿件的橫向應(yīng)變及桿件拉伸后的直徑由得εr=-μεl=

-0.3×5×10-4=-1.5×10-4設(shè)桿件拉伸后的直徑為D′則D′=D+2△r=D+2εrr=D（1+εr）=1.6×（1-1.5×10-4）=1.6×0.99985=1.59976（cm）答：（略）2-6.電位器式傳感器線圈電阻為10kΩ,電刷最大行程4mm。若允許最大消耗功率40mW，傳感器所用的激勵(lì)電壓為允許的最大激勵(lì)電壓，試求當(dāng)輸入位移量為1.2mm時(shí)，輸出電壓是多少？解：設(shè)傳感器激勵(lì)電壓為UI=根據(jù)得傳感器輸出電壓為2-7.有兩片PZ-120型應(yīng)變片貼在題1-13所給的桿件上，其中R1沿軸向粘貼，R2沿圓周方向粘貼。試求在該題拉伸條件下，R1和R2各為多少歐姆？解：由題1-13的解可知ε=5×10-4根據(jù)查表2-1得K≈2,則R1=R（1+Kε）=120×（1+2×5×10-4）=120.12（Ω）R2=R（1-Kμε）=120×（1-2×5×0.3×10-4）=119.964（Ω）2-8.有一45號(hào)鋼空芯圓柱，外徑D2=3cm,內(nèi)徑D1=2.8cm，鋼管表面沿軸向貼兩個(gè)變片R1、R2,沿圓周貼兩個(gè)應(yīng)變片R3、R4,其型號(hào)都是PZ-120型。請(qǐng)畫出將4片應(yīng)變片接成全橋差動(dòng)電橋的電路圖，并計(jì)算當(dāng)供橋電壓為5V，泊松比μ=0.3，拉力為1000N時(shí)，電橋的輸出電壓。解：（1）四只應(yīng)變片接成全橋差動(dòng)電橋的電路如圖示。（2）電橋的輸出電壓：==1.098×107（N/m2）=0.55×10-4≈0.55×10-4K×2（ε1-ε2）Kε1（1+μ）=2.5×1.43×10-4=3.575×10-4≈0.36（mV）

UO≈×2×0.55×1.3×10-43-2.一個(gè)刻線數(shù)為1024增量式角編碼器安裝在車床的絲杠轉(zhuǎn)軸上，已知絲杠的螺距為2mm，編碼器在10s內(nèi)輸出204800個(gè)脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉(zhuǎn)速。解：（1）刀架的位移量（2）和絲杠的轉(zhuǎn)速=1200（轉(zhuǎn)/分）=400（mm）2-17.答：（1）可以正常工作的電路是：a)、b)、d)、f)、g)、h)、j)（2）可以實(shí)現(xiàn)光通控制電路是：a)、d)、g)、j)（3）可以實(shí)現(xiàn)暗通控制電路是：b)、f)、h)圖2-69光敏元件應(yīng)用電路原理3-15.某光柵傳感器，刻線數(shù)為100線／mm，未細(xì)分時(shí)測(cè)得莫爾條紋數(shù)為1000，問光柵位移為多少毫米?若經(jīng)四倍細(xì)分后，記數(shù)脈沖仍為1000，問光柵位移為多少?此時(shí)測(cè)量分辨率為多少?解：（1）未細(xì)分時(shí)光柵的位移（2）四倍頻細(xì)分后光柵的位移（3）四倍頻細(xì)分后光柵的測(cè)量分辨率÷4=0.0025（mm）x=NW=1000×=10（mm）x=NW÷4=1000×÷4=2.5（mm）W′=W÷4=6-9.用鎳鉻-鎳硅（K）熱電偶測(cè)溫度，已知冷端溫度為40℃，用高精度毫伏表測(cè)得這時(shí)的熱電勢(shì)為29.186mV，求被測(cè)點(diǎn)溫度。解：根據(jù)熱電偶中間溫度定律：EAB（T，T0）=EAB（T，Tn）+EAB（Tn，T0）由分度表查出EAB（40℃，0℃）=1.612mV則EAB（t，t0）=29.186+1.612=30.798mV由分度表查出被測(cè)點(diǎn)溫度t=740℃圖6-37題6-10圖6-10.如圖6-37所示，A、B為K型熱電偶，A′、B′為補(bǔ)償導(dǎo)線，Cu為銅導(dǎo)線，已知接線盒1的溫度T1=40℃，冰瓶溫度T2=0℃，接線盒2的溫度T3=20℃。請(qǐng)?jiān)谙铝袟l件下計(jì)算被測(cè)溫度T。（1）U3=39.314mV時(shí)；（2）若A′、B′換成銅導(dǎo)線，U3=37.702mV時(shí)。解：（1）