课题一 传感器与检测技术的基础理论

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1、课题一传感器与检测技术的基础理论课题一传感器与检测技术的基础理论　　1-1有一数字温度计，它的测量范围为-50～+150，精度为0.5级。求当示值分别为-20、+100时的绝对误差及示值相对误差。1-2欲测240V电压，要求测量示值相对误差不大于，问选用量程为250V电压表，其精度为哪级？若选用量程为300V和500V电压表，其精度又为哪级？1-3已知待测电压约为80V左右。现有两只电压表，一只为0.5级，测量范围为0～300V，另一只为1.0级，测量范围为0～100V。问选用哪一只电压表测量较好？为什么？1-4用一台三位数字电子温度计测量温度，数字面板上显示如

2、图1－1所示的数值，求该仪表的分辨力、被测温度值、示值相对误差、满意相对误差。（提示：该三位数字表的量程上限为199.9）1-5有一台测量压力的仪表，测量范围为，压力p与仪表输出电压之间的关系为　　式中，，求：1）该仪表的输出特性方程。2）画出输出特性曲线示意图（x轴、y轴均要标出单位）。3）该仪表的灵敏度表达式。4）画出灵敏度曲线图。5）该仪表的线性度。1-6检测系统由哪几部分组成？说明各部分的作用。1-7非电量的电测法有哪些优点？1-8测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法？如何进行？1-9某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm变到5

3、.0mm时，位移测量仪的输出电压由3.5V减至2.5V，求该仪器的灵敏度。1-10某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：　　　铂电阻温度传感器：　　　电桥：　　　放大器：100（放大倍数）　　　笔式记录仪：　　求：（1）测温系统的总灵敏度；　　　　（2）纪录仪笔尖位移4cm时。所对应的温度变化值。1-11有三台测温仪表，量程均为0~600，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500的温度，要求相对误差不超过2.5%，选哪台仪表合理？1-12什么是系统误差和随机误差？正确度和精密度的含义是什么？它们各反映何种误差？1-13服从正态分布规律

4、的随机误差有哪些特征？1-14等精度测量某电阻10次，得到的测量值如下：　　　（1）求10次测量的算术平均值，测量的标准误差和算术平均值的标准误差；（2）若置信概率取99.7%，写出被测电阻的真值和极限值。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　课题二电阻式传感器2-1弹性元件在传感器中起什么作用？2-2试列举金属丝电阻应变片与半导体应变片的相同点和不同点。2-3绘图说明如何利用电阻应变片测量未知的力。2-4热电阻传感器有哪几种？各有何特点及用途？2-5简要说明气敏、湿敏电阻传感器的工作原理并举例说明它们的用途。2-6电阻应变片阻值为，灵敏系数K＝2，沿

5、纵向粘贴于直径为0.05m的圆形钢柱表面，钢材的，。求钢柱受10t拉力作用时，应变片的相对变化量。又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴、受同样拉力作用时，应变片电阻的相对变化量为多少？2-7有一额定负荷为2t的圆筒荷重传感器，在不承载时，四片应变片阻值均为，传感器灵敏度为，应变片的K＝2，圆筒材料的，电桥电源电压，当承载为0.5t时（、沿轴向粘贴，、沿圆周方向粘贴），求：1）、的阻值；2）、的阻值；3）电桥输出电压；4）每片应变片功耗。2-8有一测量吊车起吊重物的拉力传感器如图3－1所示。、、、贴在等截面轴上。已知等截面轴的截面积为，弹性模量E为，泊松比为0.30。、、

6、、标称阻值均为，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？2-9有一应变式等强度悬臂梁式力传感器，如图3－2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，，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，长度，固定端的宽度，材料的弹性模量，桥路的输入电压，输出电压为1.0mV，K＝2.0。求作用力F。2-10铜电阻的阻值与温度t的关系可用下式表示已知铜电阻的为，温度系数为，求当温度为时的铜电阻阻值。2-11直流测量电桥和交流测量电桥

7、有什么区别？2-12热电阻测温时采用何种测量电路？为什么要采用这种测量电路？说明这种电路的工作原理。2-13采用阻值为120Ω、灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1和1000时，试求单臂工作电桥、双臂工作电桥以及全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。2-14采用阻值，灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片与阻值的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V，当应变片应变为1000时，若要使输出电压大于10mV，则可采用何种接桥方式（设输出阻抗为无穷大）？2-15下图所

8、示为一直流电桥，供电电源