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典型非电参量的测试方法

  第8章 典型非电参量的测试方法 1、有一测量吊车起吊重物的拉力传感器如图所示。 R1 、 R 3 、 R 2 、 R 4 贴在等截 面轴上。 已知等截面轴的截面积为 0.00196m2 , 弹性模量 E 为 2.0 ?1011 N m2 , 泊松比为 0.30。 R1 、 R 3 、 R 2 、 R 4 标称阻值均为 120? ,灵敏度为 2.0,他 们组合桥如图 b 所示,桥路电压为 2V,测得输出电压为 2.6mV。求: 1)等截面轴的纵向及横向应变。 2)重物 m 有多少吨? R1 R3 R1 R2 R3 R4 R4 E m a) b) Uo R2 测量吊车起吊重物重量的拉力传感器示意图 2、有一应变式等强度悬臂梁式力传感器,如图所示。假设悬臂梁的热膨胀系数 与应变片中的电阻热膨胀系数相等, R1 ? R 2 ,构成半桥双臂电路。1)求证:该 传感器具有温度补偿功能;2)设悬臂梁的厚度 ? ? 0.5mn ,长度 l 0 ? 15mn ,固定 端 的 宽 度 b ? 18mn , 材 料 的 弹 性 模 量 E ? 2.0 ?105 N m2 , 桥 路 的 输 入 电 压 U i ? 2V ,输出电压为 1.0mV,K=2.0。求作用力 F。 应变式等强度悬臂梁力传感器 3、下图所示为一直流电桥,供电电源电动势 E ? 3 V, R3 ? R4 ? 100? , R1 和 R2 为相同型号的电阻应变片,其电阻均为 100 ? ,灵敏度系数 K=2.0。两只应变片 分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为 5000 ?? ,试求此时电桥输出端电压 U O 。 R4 R3 U0 R1 F R1 R2 R2 E 4、哪些类型的传感器适合于 100mm 以上的大量程位移测量?哪些类型的传感器 适合高精度微小位移的测量? 5、 根据频率调制原理,设计一个用光纤传感器测试石油管道中原油流速的系统, 并叙述其工作原理。 6、选择合适的传感器:(1)现有激磁频率为 2.5kHZ 的差动变压器式测振传感器 和固有频率为 50HZ 的磁电式测振传感器各一只,欲测频率为 400~500HZ 的振 动,应选哪一种?为什么?(2)有两只压电式加速度传感器,固有频率分别为 30HZ 和 50HZ,阻尼比均为 0.5,欲测频率为 15HZ 的振动,应选哪一只?为什么? 7、如图所示是用压电式传感器和电荷放大器测量某种机器的振动,已知传感器 的灵敏度为 100pG/g, 电荷放大器的反馈电容 Cf=0.01uF,测得输出电压峰值 为 Uom=0.4V,振动频率为 100Hz。 1)求机器振动的加速度最大值 1 am(m/s2); 2 2)假定振动为正弦波, 求振动的速度 v(t); 3)求出振动的幅度的最大值 xm0 ? 3 压电式加速度传感器测振示意图 1-传感器 2-机器 3-底座 8、 请你依据已学过的知识设计一个超声波液位 计(画出原理框图,并简要说明它的工作原理、优缺点) 。

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