傳感器與檢測技術(shù)課后部分答案與部分習題課件

2022/11/261應變式傳感器習題

1.半導體應變片主要是利用半導體材料的

B

。A．形變B．電阻率的變化C．彈性模量的變化D．泊松比

2.當測量較小應變值時，應選用根據(jù)電阻應變效應工作的金屬應變片，而測量大應變值時應選用根據(jù)壓阻效應工作的半導體應變片。3.常用的應變片有金屬與半導體兩大類。應變片的靈敏度表達式為，對于金屬電阻應變片來說：S=1+2μ，而對于半導體應變片來說S＝

πeE

。前一種應變片的靈敏度比后一種低。2022/11/261應變式傳感器習題1.半導體應變片主2022/11/2624.金屬電阻應變片的電阻相對變化主要是由于電阻絲的幾何尺寸變化產(chǎn)生的。5.一應變片的電阻R0=120Ω，K=2.05，用作應變?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.金屬電阻應變片的電阻相對變化主要是2022/11/2636.有人在使用電阻應變儀時，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應變片以提高靈敏度。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：未增加電阻應變片時，半橋雙臂的靈敏度S=△R/2Ro(1)當半橋雙臂各串聯(lián)一片時：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）當半橋雙臂各串聯(lián)一片時: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.有人在使用電阻應變儀時，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L=0.25m，寬W=0.06m，厚t=0.003m，E=70×109Pa，x=0.5L，應變片靈敏度系數(shù)S=2.1，應變片空載電阻R0=120Ω；試求此時這四個應變片的電阻值。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.有一電阻應變片（題圖如下），其靈敏度S=2，R=120Ω，設工作時其應變?yōu)?000με，問ΔR=？設將此應變片接成如圖所示的電路，試求1）無應變時電流表示值；2）有應變時電流表示值；3）電流表指示值相對變化量；4）試分析這個變量能否從表中讀出？2022/11/2668.有一電阻應變片（題圖如下），其靈敏2022/11/2679.圖為一直流應變電橋，E=4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求：①R1為應變片，其余為外接電阻，R1增量為△R1=3.5Ω時輸出UO=?②R1、R2是應變片，感受應變極性大小相同，其余為電阻，電壓輸出UO=?③R1、R2感受應變極性相反,輸出UO=?。④

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

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量微小位移是因為（B）。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，已知空氣的相對介電常數(shù)為1.0006，試計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，如果傳感器與工作的間隙變化量Δd=±1μm時，電容變化量是多少?(2)如果測量電路的靈敏度S1=100mV／pF，讀數(shù)儀表的靈敏度S2=5格／mV，在Δd

=±1μm時，讀數(shù)儀表的指示值變化多少格?注：2022/11/26116．一電容測微儀，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應變式傳感器習題

1.半導體應變片主要是利用半導體材料的

B

。A．形變B．電阻率的變化C．彈性模量的變化D．泊松比

2.當測量較小應變值時，應選用根據(jù)電阻應變效應工作的金屬應變片，而測量大應變值時應選用根據(jù)壓阻效應工作的半導體應變片。3.常用的應變片有金屬與半導體兩大類。應變片的靈敏度表達式為，對于金屬電阻應變片來說：S=1+2μ，而對于半導體應變片來說S＝

πeE

。前一種應變片的靈敏度比后一種低。2022/11/261應變式傳感器習題1.半導體應變片主2022/11/26174.金屬電阻應變片的電阻相對變化主要是由于電阻絲的幾何尺寸變化產(chǎn)生的。5.一應變片的電阻R0=120Ω，K=2.05，用作應變?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.金屬電阻應變片的電阻相對變化主要是2022/11/26186.有人在使用電阻應變儀時，發(fā)現(xiàn)靈敏度不夠，于是試圖在工作電橋上增加電阻應變片以提高靈敏度。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：未增加電阻應變片時，半橋雙臂的靈敏度S=△R/2Ro(1)當半橋雙臂各串聯(lián)一片時：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）當半橋雙臂各串聯(lián)一片時: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.有人在使用電阻應變儀時，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L=0.25m，寬W=0.06m，厚t=0.003m，E=70×109Pa，x=0.5L，應變片靈敏度系數(shù)S=2.1，應變片空載電阻R0=120Ω；試求此時這四個應變片的電阻值。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.有一電阻應變片（題圖如下），其靈敏度S=2，R=120Ω，設工作時其應變?yōu)?000με，問ΔR=？設將此應變片接成如圖所示的電路，試求1）無應變時電流表示值；2）有應變時電流表示值；3）電流表指示值相對變化量；4）試分析這個變量能否從表中讀出？2022/11/2668.有一電阻應變片（題圖如下），其靈敏2022/11/26229.圖為一直流應變電橋，E=4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求：①R1為應變片，其余為外接電阻，R1增量為△R1=3.5Ω時輸出UO=?②R1、R2是應變片，感受應變極性大小相同，其余為電阻，電壓輸出UO=?③R1、R2感受應變極性相反,輸出UO=?。④

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

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量微小位移是因為（B）。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，已知空氣的相對介電常數(shù)為1.0006，試計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，如果傳感器與工作的間隙變化量Δd