CH3-電阻式傳感器

第3章電阻式傳感器一、單項(xiàng)選擇題1、為減小或消除直流電橋測量結(jié)果非線性誤差的方法可采用（）。A.提高供電電壓B.提高橋臂比C.提高橋臂電阻值D.提高電壓靈敏度2、全橋差動電路的電壓靈敏度是單臂工作時(shí)的（）。A.不變B.2倍C.4倍D.6倍3、電阻應(yīng)變片配用的測量電路中，為了克服分布電容的影響，多采用()。A．直流平衡電橋B．直流不平衡電橋C．交流平衡電橋D．交流不平衡電橋4、通常用應(yīng)變式傳感器測量()。A.溫度B．密度C．加速度D．電阻5、影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)K的主要因素是（

）。A．導(dǎo)電材料電阻率的變化B．導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化C．導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化D．導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的變化6、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有（

）。A．電阻絲有溫度系數(shù)B．試件與電阻絲的線膨脹系數(shù)相同C．電阻絲承受應(yīng)力方向不同D．電阻絲與試件材料不同

7、電阻應(yīng)變片的線路溫度補(bǔ)償方法有（

）。A．差動電橋補(bǔ)償法B．補(bǔ)償塊粘貼補(bǔ)償應(yīng)變片電橋補(bǔ)償法C．補(bǔ)償線圈補(bǔ)償法D．恒流源溫度補(bǔ)償電路法

8、當(dāng)應(yīng)變片的主軸線方向與試件軸線方向一致，且試件軸線上受一維應(yīng)力作用時(shí)，應(yīng)變片靈敏系數(shù)K的定義是（

）。A．應(yīng)變片電阻變化率與試件主應(yīng)力之比B．應(yīng)變片電阻與試件主應(yīng)力方向的應(yīng)變之比C．應(yīng)變片電阻變化率與試件主應(yīng)力方向的應(yīng)變之比D．應(yīng)變片電阻變化率與試件作用力之比

10、利用相鄰雙臂橋檢測的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（

）。A．兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片B．兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個工作應(yīng)變片串聯(lián)C．兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片D．兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片11、在金屬箔式應(yīng)變片單臂單橋測力實(shí)驗(yàn)中不需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是（）。A．直流穩(wěn)壓電源B．低通濾波器C．差動放大器D．電壓表12、關(guān)于電阻應(yīng)變片，下列說法中正確的是（）A．應(yīng)變片的軸向應(yīng)變小于徑向應(yīng)變B．金屬電阻應(yīng)變片以壓阻效應(yīng)為主C．半導(dǎo)體應(yīng)變片以應(yīng)變效應(yīng)為主D．金屬應(yīng)變片的靈敏度主要取決于受力后材料幾何尺寸的變化13、金屬絲的電阻隨著它所受的機(jī)械變形(拉伸或壓縮)的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化的現(xiàn)象稱為金屬的（）。A.電阻形變效應(yīng)B.電阻應(yīng)變效應(yīng)C.壓電效應(yīng)D.壓阻效應(yīng)三、填空題1、單位應(yīng)變引起的電阻值變化量稱為電阻絲的靈敏度系數(shù)。2、產(chǎn)生電阻應(yīng)變片溫度誤差的主要因素有電阻溫度系數(shù)的影響和試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響。3、直流電橋平衡條件是相鄰兩臂電阻的比值相等。5、電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償中，若采用電橋補(bǔ)償法測量應(yīng)變時(shí)，工作應(yīng)變片粘貼在被測試件表面上，補(bǔ)償應(yīng)變片粘貼在與被測試件完全相同的補(bǔ)償塊上，且補(bǔ)償應(yīng)變片不承受應(yīng)變。6、半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于壓阻效應(yīng)，它的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)大。7、電阻應(yīng)變片的配用測量電路采用差動電橋時(shí)，不僅可以消除非線性誤差同時(shí)還能起到提高靈敏度的作用。14、金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱應(yīng)變效應(yīng)固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱壓阻效應(yīng)。23、減小或消除非線性誤差的方法有提高橋臂比和采用差動電橋。其中差動電橋可分為

半橋差動和全橋差動兩種方式。四、簡答題1、什么叫應(yīng)變效應(yīng)？利用應(yīng)變效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。材料的電阻變化由尺寸變化引起的，稱為應(yīng)變效應(yīng)。應(yīng)變式傳感器的基本工作原理：當(dāng)被測物理量作用在彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等的作用下發(fā)生形變，變換成相應(yīng)的應(yīng)變或位移，然后傳遞給與之相連的應(yīng)變片，將引起應(yīng)變敏感元件的電阻值發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電量輸出。輸出的電量大小反映了被測物理量的大小。試簡要說明電阻應(yīng)變式傳感器的溫度誤差產(chǎn)生的原因，并說明有哪幾種補(bǔ)償方法。答：溫度誤差產(chǎn)生原因包括兩方面：溫度變化引起應(yīng)變片敏感柵電阻變化而產(chǎn)生附加應(yīng)變，試件材料與敏感柵材料的線膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變。溫度補(bǔ)償方法，基本上分為橋路補(bǔ)償和應(yīng)變片自補(bǔ)償兩大類。試述應(yīng)變電橋產(chǎn)生非線性的原因及消減非線性誤差的措施。答：應(yīng)變電橋產(chǎn)生非線性誤差的原因是電阻相對變化量的影響。減小或消除非線性誤差的方法是：1）提高橋臂比2）采用差動電橋五、計(jì)算題9、如圖所示為等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)，為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏系數(shù)，未受應(yīng)變時(shí)，＝120Ω。當(dāng)試件受力F時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變，求：（1）應(yīng)變片電阻變化量和電阻相對變化量。（2）將電阻應(yīng)變片置于單臂測量電橋，電橋電源電壓為直流，3V,求電橋輸出電壓及電橋非線性誤差。（3）若要減小非線性誤差，應(yīng)采取何種措施？并分析其電橋輸出電壓及非線性誤差大小。解：（1）所以：（2）令n=1，所以非線性誤差為：（3）減小非線性誤差的方法：①提高橋臂比：非線性誤差減小，由知，電橋的電壓靈敏度將降低，要使靈敏度不降低，必須相應(yīng)地提高供電電壓，電壓的提高受到應(yīng)變片允許功耗的限制。②采用差動電橋。題2圖10、一應(yīng)變片的電阻R=120Ω，k=2.05，用作應(yīng)變片為800μm/m的傳感元件。①.求ΔR/R和ΔR；②.若電源電壓U=3V，惠斯登電橋初始平衡，求輸出電壓U0。解：（1）所以：（2）17、已知一等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)，Rx為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏系數(shù)K=2，未受應(yīng)變時(shí)，Rx=100?。當(dāng)試件受力F時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變ε=1000μm/m，求：（1）應(yīng)變片電阻變化量?Rx和電阻相對變化量?Rx/Rx。（2）將電阻應(yīng)變片Rx置于單臂測量電橋，電橋電源電壓為直流3V，求電橋輸出電壓及電橋非線性誤差。解：（1）（2）將電阻應(yīng)變片Rx置于單臂測量電橋，取其他橋臂電阻也為Rx。當(dāng)Rx有?Rx的變化時(shí)，電橋輸出電壓為：非線性誤差：（3）要使電橋電壓靈敏度為單臂工作時(shí)的2倍，則應(yīng)該在等強(qiáng)度梁的正反面對應(yīng)貼上兩個相同的應(yīng)變片，一個受拉應(yīng)變，一個受壓應(yīng)變，接入電橋相鄰橋臂，形成半橋差