传感器习题解答概要课件.ppt

1、 传感器及应用传感器及应用习题解答习题解答有一温度计，它的测量范围0度200度，精度等级为0.5级，求：1.该温度计可能出现的最大绝对误差.2.当示值分别为20度、100度是的示值相对误差 1.200*0.005=1 2.20*0.005=0.1 100*0.005=0.5仪表引起的绝对误差为：仪表引起的绝对误差为：max=max=55由由x x=可得可得仪表引起的绝对误差为：仪表引起的绝对误差为：=1%1%传感器及应用传感器及应用第第2 2版部分习题解答版部分习题解答1-9.1-9.有一台测温仪表，测量范围为有一台测温仪表，测量范围为-200-200+800+800，准确度为，准确度为0.5

2、0.5级。现用它测量级。现用它测量500500的温度，求仪表引起的绝对误差和相的温度，求仪表引起的绝对误差和相对误差。对误差。解：解：由由100F.SmaxAS可得可得仪表引起的绝对误差为：仪表引起的绝对误差为：100F.SSA1005.0)200(800max=5 maxmax%xF.SASA%100 xmaxA由x=可得可得由由x x=仪表引起的相对误差为：仪表引起的相对误差为：%1005005x=1%1%1-10.有两台测温仪表，测量范围为有两台测温仪表，测量范围为-200+300和和0800,已知两台表的绝对误差最大值已知两台表的绝对误差最大值tmax=5,试问哪台表精度高？试问哪台表

3、精度高？解：解：根据根据100SFmaxASAF.S1=300-（-200）=500AF.S2=800S1S2答：测量范围为答：测量范围为0800的仪表精度高。的仪表精度高。或：或：%1%10020030051）（%625.0%10008005212答：测量范围为答：测量范围为0800的仪表精度高。的仪表精度高。%08.2%1006005.12%100SFnA1-11.有三台测温仪表量程均为有三台测温仪表量程均为600，精度等级分别为，精度等级分别为2.5级、级、2级和级和1.5级，现要测量温度为级，现要测量温度为500的物体，允许相对误的物体，允许相对误差不超过差不超过2.5，问选用哪一台最

4、合适（从精度和经济性综合，问选用哪一台最合适（从精度和经济性综合考虑）？考虑）？解：解：根据题意，允许仪表绝对误差不超过根据题意，允许仪表绝对误差不超过5002.5%=12.5允许仪表相对误差不超过允许仪表相对误差不超过n答：答：2级和级和1.5级仪表均能满足测量误差要求，但从精度和经级仪表均能满足测量误差要求，但从精度和经济性综合考虑，应选济性综合考虑，应选2级仪表。级仪表。1-12.用用45号钢制作的螺栓长度为号钢制作的螺栓长度为500mm，旋紧后，长度变，旋紧后，长度变为为500.10mm，试求螺栓产生的应变和应力？，试求螺栓产生的应变和应力？解：解：则则=又根据又根据=E，查表，查表1

5、-2得得45号钢的号钢的E=2.01011（N/m2）则则=2.01011210-4=4107（N/m2）ll410250050010.500根据根据)m/N(10947.91006.2012106414.3102)1026.1(102271064224SF421052101.0llE)m/N(10210510947.9211471-13.有一圆杆件，直径有一圆杆件，直径D=1.6cm，长度，长度l=2m，外施拉力，外施拉力F=20000N，杆件绝对伸长，杆件绝对伸长l=0.1cm。求材料的弹性模量。若。求材料的弹性模量。若材料泊松比材料泊松比=0.3，求杆件的横向应变及拉伸后的直径是多少？，

6、求杆件的横向应变及拉伸后的直径是多少？解：解：（1 1）求材料的弹性模量）求材料的弹性模量由由=E得得（2）求杆件的横向应变及杆件拉伸后的直径）求杆件的横向应变及杆件拉伸后的直径由由得得r=-l=-0.3510-4=-1.510-4设杆件拉伸后的直径为设杆件拉伸后的直径为D D 则则D=D+2r=D+2r r=D（1+r）=1.6（1-1.510-4）=1.6 60.99985=1.59976（cm）答：（略）答：（略）lrrrV201010104033IPRUxlUUiOV62.1420OU2-6.电位器式传感器线圈电阻为电位器式传感器线圈电阻为10k,电刷最大行程电刷最大行程4mm。若允许

7、最大消耗功率若允许最大消耗功率40mW，传感器所用的激励电压为允许，传感器所用的激励电压为允许的最大激励电压，试求当输入位移量为的最大激励电压，试求当输入位移量为1.2mm时，输出电压时，输出电压是多少？是多少？解：解：设传感器激励电压为设传感器激励电压为UI=根据根据得传感器输出电压为得传感器输出电压为2-7.有两片有两片PZ-120型应变片贴在题型应变片贴在题1-13所给的杆件上，其中所给的杆件上，其中R1沿轴向粘贴，沿轴向粘贴，R2沿圆周方向粘贴。试求在该题拉伸条件下，沿圆周方向粘贴。试求在该题拉伸条件下，R1和和R2各为多少欧姆？各为多少欧姆？解：解：由题由题1-13的解可知的解可知=

8、510-4根据根据KRR查表查表2-1得得K2,则则R1=R（1+K）=120（1+2510-4）=120.12（）R2=R（1-K）=120（1-250.310-4）=119.964（）SF)1028.2()1023(1000222242210)4.15.1(10002-8.有一有一45号钢空芯圆柱，外径号钢空芯圆柱，外径D2=3cm,内径内径D1=2.8cm，钢，钢管表面沿轴向贴两个变片管表面沿轴向贴两个变片R1、R2,沿圆周贴两个应变片沿圆周贴两个应变片R3、R4,其型号都是其型号都是PZ-120型。请画出将型。请画出将4片应变片接成全桥差动电桥片应变片接成全桥差动电桥的电路图，并计算当

9、供桥电压为的电路图，并计算当供桥电压为5V，泊松比，泊松比=0.3，拉力为，拉力为1000N时，电桥的输出电压。时，电桥的输出电压。解：解：（1）四只应变片接成全桥差动电桥的电路如图示。）四只应变片接成全桥差动电桥的电路如图示。（2）电桥的输出电压：）电桥的输出电压：=1.098107（N/m2）E11710210098.14IU2IU25=0.5510-40.5510-4K K2（1-2）K1（1+）=2.51.4310-4=3.57510-40.36（mV）UO20.551.310-421024204800 x60101024204800n3-2.一个刻线数为一个刻线数为1024增量式角编

10、码器安装在车床的丝杠增量式角编码器安装在车床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为转轴上，已知丝杠的螺距为2mm，编码器在，编码器在10s内输出内输出204800个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速。个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速。解：解：（1）刀架的位移量）刀架的位移量（2）和丝杠的转速）和丝杠的转速=1200（转（转/分）分）=400（mm）2-17.答：答：（1）可以正常工作的电路是：）可以正常工作的电路是：a)、b)、d)、f)、g)、h)、j)（2）可以实现光通控制电路是：）可以实现光通控制电路是：a)、d)、g)、j)（3）可以实现暗通控制电路是：）可以实现暗通控制电路是：b)、f)

11、、h)图图2-69 2-69 光敏元件应用电路原理光敏元件应用电路原理1001100110013-15.某光栅传感器，刻线数为某光栅传感器，刻线数为100线线mm，未细分时测得，未细分时测得莫尔条纹数为莫尔条纹数为1000，问光栅位移为多少毫米，问光栅位移为多少毫米?若经四倍细分后，若经四倍细分后，记数脉冲仍为记数脉冲仍为1000，问光栅位移为多少，问光栅位移为多少?此时测量分辨率为多此时测量分辨率为多少少?解：解：（1）未细分时光栅的位移）未细分时光栅的位移（2）四倍频细分后光栅的位移）四倍频细分后光栅的位移（3）四倍频细分后光栅的测量分辨率）四倍频细分后光栅的测量分辨率4=0.0025（m

12、m）x=NW=1000=10（mm）x=NW4=10004=2.5（mm）W=W4=6-9.用镍铬用镍铬-镍硅（镍硅（K）热电偶测温度，已知冷端温度为）热电偶测温度，已知冷端温度为40，用高精度毫伏表测得这时的热电势为，用高精度毫伏表测得这时的热电势为29.186mV，求，求被测点温度。被测点温度。解：解：根据热电偶中间温度定律：根据热电偶中间温度定律：EAB（T，T0）=EAB（T，Tn）+EAB（Tn，T0）由分度表查出由分度表查出EAB（40，0）=1.612 mV则则 EAB（t，t0）=29.186+1.612=30.798 mV由分度表查出被测点温度由分度表查出被测点温度t=740

13、图图6-37 题题6-10图图6-10.如图如图6-37所示，所示，A、B为为K型热电偶，型热电偶，A、B为补偿导线，为补偿导线，Cu为铜导线，已知接线盒为铜导线，已知接线盒1的温度的温度T1=40，冰瓶温度，冰瓶温度T2=0，接线盒接线盒2的温度的温度T3=20。请在下列条件下计算被测温度。请在下列条件下计算被测温度T。（1）U3=39.314mV时；时；（2）若）若A、B换成铜导线，换成铜导线，U3=37.702mV时。时。解：解：（1）因）因t2=0，热电偶的冷端被补偿导线延伸到，热电偶的冷端被补偿导线延伸到0，可直，可直接查表得被测温度接查表得被测温度t=950。（2）因若）因若A、B换成铜导线，所以热电偶的冷端温度为换成铜导线，所以热电偶的冷端温度为40，用修正法：，用修正法：EAB（t，t0）=37.702+1.612=39.314 mV查表得被测温度查表得被测温度t=950。