传感器习题文档格式.doc

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104N的拉力引起应变片电阻变化为1.2Ω，求该应变片的灵敏系数K。

3.以阻值R=120Ω，灵敏系数K=2.0的电阻应变片与阻值120Ω的固定电阻组成电桥，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2µ

ε和2000µ

ε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。

4.在材料为钢的实心圆柱试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120Ω的金属应变片R1和R2，把这两应变片接入差动电桥（参看下图）。

若钢的泊松比µ

=0.285，应变片的灵敏系数K=2，电桥的电源电压Ui=2V，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R1的电阻变化值△R=0.48Ω，试求电桥的输出电压U0；

若柱体直径d=10mm，材料的弹性模量E=2×

1011N/m2，求其所受拉力大小。

5.一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，如下图所示。

已知l=10mm，b0=llmm，h=3mm，E=2.1×

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）。

当称重0.5kg时，电桥的输出电压Uo为多大?

6.绕线电位器式传感器线圈电阻为10KΩ，电刷最大行程4mm，若允许最大消耗功率为40mW，传感器所用激励电压为允许的最大激励电压。

试求当输入位移量为1.2mm时，输出电压是多少?

7.如图所示气隙型电感传感器，衔铁截面积S=4×

4mm2，气隙总长度δ=0.8mm，衔铁最大位移△δ=±

0.08mm，激励线圈匝数W=2500匝，导线直径d=0.06mm，电阻率ρ=1.75×

10-6.cm，当激励电源频率f=4000Hz时，忽略漏磁及铁损，求：

（1）线圈电感值；

（2）电感的最大变化量；

（3）线圈的直流电阻值；

（4）线圈的品质因数；

8、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，如习题图3—16所示，试求：

（1）匹配电阻R3和R4的值；

（2）当△Z=10时，分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值；

9.一测量线位移的电位器式传感器，测量范围为0-10mm，分辨率0.05mm，电阻丝材料为漆包的铂依合金，丝直径0.05mm，电阻率为ρ=3.25*10-4Ω.mm，绕在直径为50mm的骨架上，开路时电压灵敏度为2.7v/mm，求：

当负载RL=10KΩ时，负载最大的电压灵敏度，最大非线性误差？

电感式传感器

1.分析下图所示自感传感器当铁芯左右移动时（x1,x2发生变化时）自感L的变化情况。

已知空气隙的长度为x1,x2空气隙的面积为s，磁导率为u，线圈匝数W不变。

2.已知变气隙电感传感器的铁芯截面积s=1.5cm2,磁路长度l=20cm，相对导磁率u=5000，气隙宽度δ0=0.5cm，△δ=±

0.1mm，真空磁导率u0=4Π×

10-7H/m,线圈匝数W=3000，求单线圈式传感器的灵敏度（ΔL/L0）/Δδ。

若将其做成差动结构形式，灵敏度将如何变化？

4.某差动螺管式电感传感器的结构参数为单个线圈匝数W=800匝，l=10mm，lc=6mm，r=5mm,rc=1mm,设实际应用中铁芯的相对磁导率ur=3000,试求：

在平衡状态下单个线圈的电感量L0=？

（空气的磁导率u0=4π×

10-7牛顿／安培^2）

5.如图所示差动螺管式电感传感器，其结构参数如下：

l=160mm,r=4mm,rc=2.5mm,lc=96mm,导线直径d=0.25mm,电阻率ρ=1.75×

10-6Ωcm,线圈匝数w1=w2=3000匝，铁芯相对磁导率ur=30，激励电源频率f=3000Hz，空气的磁导率u0=4π×

10-7牛顿／安培^2求：

（1）估算单个线圈的电感值L=？

直流电阻R=？

品质因数Q=？

（2）当铁芯移动±

5mm时，线圈电感的变化量ΔL=？

6.已知测量齿轮齿数Z=18，采用电涡流式传感器测量工作轴转速（如图所示）。

若测得输出电动势的交变频率为24（Hz），求：

被测轴的转速n（r/min）为多少?

当分辨误差为±

1齿时，转速测量误差是多少?

7.利用电涡流测板材厚度，已知激磁电源频率f=1MHz，被测材料相对磁导率ur=1，电阻率ρ=2.9×

10-6Ωcm，被测板厚为（1+0.2）mm,试问，采用高频反射法测量时，涡流贯穿深度h是多少？

电容式传感器

1.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，如图所示。

已知：

δ0=0.25mm；

D=38.2mm；

R=5.1kΩ；

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/µ

m）；

（2）当电容传感器的动极板位移△δ=10µ

m时，输出电压Usc值。

ε0=8.85×

10-12

2.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=0.3mm。

（1）如果传感器与工件的间隙变化量△d=±

10µ

m，电容变化量为多少?

（2）如果测量电路的灵敏度Ku=100mV/pF，则在△d=±

1µ

m时的输出电压为多少?

3.有一变间隙式差动电容传感器，其结构如习题图4-5所示。

选用变压器交流电桥作测量电路。

差动电容器参数：

r=12mm；

d1=d2=d0=0.6mm；

空气介质，即ε0=8.85×

10-12F/m。

测量电路参数：

Usr=3sinωt（V）。

试求当动极板上输入位移（向上位移）△x=0.05mm时，电桥输出端电压Usc

4.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=9.8mm，固定电极外圆筒内经D=10mm，初始平衡时，上、下电容器电极覆盖长度L1=L2=L0=2mm，电极间为空气介质。

（1）初始状态时电容器C1、C2的值；

（2）当将其接入如图所示差动变压器电桥电路，供桥电压E=10V（交流），若传感器工作时可动电极筒最大位移Dx=0.2mm，电桥输出电压的最大变化范围为多少？

热电式传感器

1.已知铜热电阻——Cu100的百度电阻比W（100）=1.42，当用此热电阻测量50℃温度时，其电阻值是多少？

若测温时的电阻值为92Ω，则被测温度是多少？

2.将一灵敏度为0.08mv/℃的热电偶与电位计相连接测量其热电势，电位计接线端是30℃，若电位计读数是60mv，热电偶的热端温度是多少？

3.参考电极定律有何实际意义？

已知在某特定条件下材料A与铂配对的热电势为13.967mv，材料B与铂配对的热电势是8.345mv，求出在此特定条件下，材料A与材料B配对后的热电势。

4.用K型热电偶测某设备的温度，测得热电势为20mv，冷端（室温）为25℃，求设备的温度？

如果改用E型热电偶来测温，在相同的条件下，E热电偶测得的热电势为多少？