传感器技术习题答案VIP免费

1传感器原理与应用习题参考答案2第1章3•1.5有一温度传感器，微分方程为30dy/dt+3y=0.15x，其中y为输出电压（mV），x为输入温度（C）。试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。•解：传感器的微分方程为•30dy/dt+3y=0.15x•即10dy/dt+y=0.05x•与标准形式τdy/dt+y=S0x对比•所以，时间常数τ=10s•静态灵敏度S0=0.05mV/C4•1.6某力传感器属二阶传感器，固有频率为1000Hz，阻尼比为0.7，试求用他测量频率为600Hz的正弦交变力时的振幅相对误差和相位误差。•解：振幅相对误差11A9469021120220.)(])([)(A相对误差δ=0.9469-1=-5.31%705231251600100010006004022222200..arctan.arctanarctan)]/([)(ω0=2π×1000rad/S，ξ=0.7，ω=2π×600rad/S5•1.7、已知某二阶系统传感器的自振频率f0=20kHz，阻尼比ξ=0.1，若求出传感器的输出幅值误差小于3%，试确定该传感器的工作频率范围。•解：二阶系统传感器的幅频特性03121197020220.)(])([)(.A由题意可得20220)/2(])/(1[1)(A当ω=0时，A(ω)=1，无幅值误差，当ω>0时，A(ω)一般不等于1，即出现幅值误差。若要求传感器的幅值误差不大于3%，应满足0.97A(ω)1.03。6解方程97.0)/2(])/(1[120220得ω1=1.41ω0。解方程03121120220.)/(])/([得ω2=0.172ω0，ω3=1.39ω0。7由于ξ=0.1，根据二阶传感器的特性曲线知，上面三个解确定了两个频段，即0~ω2和ω3~ω1，前者在特性曲线谐振峰左侧，后者在特性曲线谐振峰右侧。对于后者，尽管在该频段内也有幅值误差不大于3%，但是，该频段相频特性很差而通常不被采用。所以，只有0~ω2频段为有用频段。由ω2=0.172ω0得fH=0.172f0=3.44kHz，工作频率范围即为0~3.44kHz。所以,频率范围kHz.44930fω＜＜ω081.8设有两只力传感器均可作为二阶系统处理，固有频率分别为800Hz和1.2kHz，阻尼比均为0.4，今欲测量频率为400Hz正弦变化的外力，应选用哪一只？并计算所产生的振幅相对误差和相位误差解：对二阶传感器系统处理，欲使测量无失真，则工作频率应小小于固有频率，显然本题应选固有频率为1.2kHz的传感器20220211）（）（）（][A907761928001380981120040040212004001140022222....][）（）（）（）（）（A已知ω0=2π1200，ω=2π400，ξ=0.4，代入上式•幅频特性即是传感器输出输入幅值的比，对于归一化方程，若要求传感器的输出幅值误差•所以振幅相对误差δA=(A-1)/1=1.0776-1=0.0776=7.76%1818002400240280024002112221.)]π/(π.[})]π/(π[{)(A1070.163.0arctan400120040012004.02arctan2arctan222200)]/([)(相频特性即相位误差为-16.70°11第2章122.6材料为钢的实心圆柱形式试件上，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，把这两应变片接入电桥（见图2.3.2）。若钢的泊松系数，μ=0.285应变片的灵敏系数K=2，电桥电源电压U=2V，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R1的电阻变化值，△R1=0.48Ω,试求①轴向应变量；电桥的输出电压。图2.3213解：①轴向应变量002.02120/48.0/11kRR电桥的输出电压。URRRRRRRRRU）（4332211110)(1368.0002.0285.021202222kRkRR(V).)..(...0026025050130221136801204801204801200）（UmV.V...o5721057221201370120480414132211URRRRU14(V).)..(.004025050202211201204801200）（UURRRRURRRRRRRRRRURRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRURRRRRRRRRU)())())(2143221123144322112323131314311431433221111041（（）（152.9一测量吊车起吊重物的拉力传感器如题图2.34（a）所示。R1、R2、R3、R4按要求贴在等截面轴上。已知：等截面轴的截面...