測試與傳感器作業(yè)答案.docx

1、第一章測試技術(shù)基礎(chǔ)1.用測量范圍為-5015OkPa的壓力傳感器測量14OkPa壓力時，傳感器測得示值為+142kPa,試求該示值的絕對誤差、相對誤差、標(biāo)稱相對誤差和引用誤差。解：絕對誤差P 142140 2kPa相對誤差標(biāo)稱相對誤差引用誤差P142 140100%1.43%PP0140P142140100%1.41%PP142PP-Pm14214015050100%1%2 某壓力傳感器靜態(tài)標(biāo)定的結(jié)果如下表所示。試求用端點(diǎn)連線擬合法擬合的該傳感器輸出壓力（Pa）輸出（mV）01020304050正行程039.779.2119.7159.8200.0反行程040.180.4120.1160.22

2、00.0平均值039.979.8119.9160.0200.0解：端點(diǎn)連線擬合法擬合的直線方程與輸入關(guān)系的直線方程，并試計(jì)算其非線性誤差、靈敏度和遲滯誤差。U 20050P 4p非線性誤差LmaX100% 2200100% 0.1%靈敏度S -U P4mWPa遲滯誤差1 H max2YFS100% -212 100%0.3%200H maxYFS100% 竺200100% 0.6%3.玻璃水銀溫度計(jì)的熱量是通過玻璃溫包傳導(dǎo)給水銀的，其特性可用微分方程 3dy 2y 110 3X表示（式中y為水銀柱高度，單位 m； X為輸入溫度，單位C）。T靜態(tài)靈敏度k和傳遞函數(shù)及其頻率響應(yīng)函數(shù)。dt試確定溫度

3、計(jì)的時間常數(shù)解:3罟2y 1 10 3x(3D32)y1 10 X(ID1 31)y 10 3X2時間常數(shù)1.5s靜態(tài)靈敏度k0.5 10 3moC傳遞函數(shù)H(S)0.5 103頻率響應(yīng)函數(shù)H(j )0.5 10 31.5s 11.5j14.某熱電偶測溫系統(tǒng)可看作一階系統(tǒng)，已知其時間常數(shù)為05s ,靜態(tài)靈敏度k 1。試計(jì)算解:其幅頻特性誤差不大于1 A 5%A()0.335%的最高工作頻率。(幅頻特性誤差為1 ( )2A 95%95%0.66rads5.某測力傳感器可作為二階振蕩系統(tǒng)處理,其傳遞函數(shù)為H(S)-S1 A)0.5s0.10Hz22。已知2 oS o其固有頻率為f。 1000HZ

4、,阻尼率0.7 ,試問用它測量頻率為600Hz的正弦交變力時，其輸出與輸入幅值比A(和相位差( 是多少？(注意系統(tǒng)解:0.7 k 12 f。O 1000 HZ600Hz1 ()22 402( )2012 2 2 21(0.6) 4 0.70.60.952 ()arctan1-()202 O O*652.70arcta n21-0.6第二章 工程參數(shù)的檢測技術(shù)(略)1. 接觸式與非接觸式測溫裝置主要有哪些？試比較接觸式測溫與非接觸式測溫的優(yōu)缺點(diǎn)。2. 試簡述光學(xué)高溫計(jì)的原理、電測系統(tǒng)圖和使用方法。3. 試說明真空區(qū)域的劃分和其物理特征。測量低真空與高真空的真空計(jì)主要有哪些?第三章電阻式傳感器u。

5、U-(；1R2)Rk X1.解：4RIRIRXJkXIk對試件：yX對R1電阻：R1R2k x2k ykXR1對R2電阻:RIRIIIU ZR1R2 XU 一R1U 0(2)(1)7.71mV4R1R14R12.解： 單臂時R1R1相鄰橋臂時相對橋臂時3.解:RL0.0614.解:(1)R1R1Ek0.0052.5mVU。U。RL2U。2U。R1R12.5mV5.0mVERi2.5mV5.0mVmx(1 x)20k1.5%0.5 m0.0610.061RL12202.05 800101.64 10 3U01u國13 竺 1.25mV（2）4R14120L1k12.05 800 10 60.08

6、2%22Rtrk( gs) tL 5.解：RO15.010-62.05(14.9 10-6 11.0 10-6) 409.20 10-4R11.64R11.641200.210 310 3附加應(yīng)變k( gs) t9.20 10-42.05449第四章電感式傳感器1.請畫出差動變氣隙厚度式電感傳感器的結(jié)構(gòu)簡圖，并簡述差動變氣隙厚度式電感傳感器的工作原理，推導(dǎo)電感總變化量L與氣隙變化量的關(guān)系式，并計(jì)算其非線性誤差和相對靈敏度。解：結(jié)構(gòu)簡圖，原理簡述略當(dāng)銜鐵向上移動使L1氣隙減小L1LO-10-()20 0L1L。1當(dāng)銜鐵向上移動使L2氣隙增大L2 LO L2LO10()20傳感器電感總變化量非線性

7、誤差相對靈敏度L2 2L0()202.緊耦合比例臂電橋有何優(yōu)點(diǎn)？當(dāng)負(fù)載Z。式中各項(xiàng)阻抗位置。答：略3.已知差動變氣隙厚度式電感傳感器線圈繞組2截面積AO 0.25Cm,氣隙的磁導(dǎo)率 0(1)試求電感線圈的電感解：電感線圈的電感為t ttV* J-ftW豪越覺瓷電憐槽養(yǎng)()201)n()nO-10()20或靈敏度()40KL2鳥0時，寫出電壓輸出 UO表達(dá)式，并畫圖標(biāo)出L0( 2)若當(dāng)氣隙厚度變化IN2 0S0 12002LO1200匝，銜鐵與鐵芯氣隙010 7HmO0.1mm時，總電感變化量4 17 025 10 4 2.262 1 10 31mm10 2H總電感變化量為L 2L。一04.若已

8、知變壓器式交流電橋的工作臂為題20 132 2.26 104.52 10 H13中的差動電感傳感器的傳感器線圈，而變壓器副邊的電壓值US 15v O(1) 請畫出該傳感器與測量電路的工作原理圖;(2)并試求當(dāng)氣隙厚度變化0.1mm時，該測量電橋的輸出電壓U OUo解：變壓器式交流電橋差動變氣隙厚度式電感傳感器U0電橋輸出電壓的有效值：US LT匚L 2L。0US150.1C、,0.75V20 215.試以差動變氣隙式電感傳感器為例，說明差動結(jié)構(gòu)的好處。L ()2L答：非線性誤差差動式0簡單式021KL KL相對靈敏度差動式0簡單式0可見：差動式結(jié)構(gòu)可以改善線性、提高靈敏度，還對溫度進(jìn)行補(bǔ)償，對

9、于干擾、電磁吸力有一定的補(bǔ)償作用。6何謂渦流效應(yīng)？渦流的形成范圍和滲透深度與哪些因素有關(guān)？影響渦流傳感器靈敏度的因素有哪些？答：電渦流效應(yīng)：塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁場線運(yùn)動時，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流(電渦流)的現(xiàn)象。渦流的形成范圍即是線圈與導(dǎo)體間距離X的函數(shù)，又是線圈半徑方向 r的函數(shù)。被測體電阻率愈大， 相對磁導(dǎo)率愈小，傳感器線圈的激磁電流頻率愈低，則電渦流貫穿深度h愈大。靈敏度的影響因素：薄線圈比厚線圈靈敏度高；外徑小時靈敏度高；減小線圈電阻，可提高線圈的品質(zhì)因數(shù)；非磁性材料，被測體的電導(dǎo)率越高，靈敏度越高；磁性材料則相反；被測導(dǎo)體的平面不應(yīng)小于傳感器線圈外經(jīng) D的兩倍，否則靈敏度下降；被測導(dǎo)體的厚度應(yīng)在02mm以上,否則靈敏度下降；渦流強(qiáng)度隨距離X的增大而迅速減小，為了