第7章 位移传感器
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第1章 传感与检测技术基础第2章 电阻式传感器 第3章 电感式传感器1、电感式传感器有哪些种类?它们的工作原理分别是什么?2、说明3、变气隙长度自感式传感器的输出特性与哪些因素有关?怎样改善其非线性?怎样提高其灵敏度?答:根据变气隙自感式传感器的计算式:00022l S W L μ=,线圈自感的大小,即线圈自感的输出与线圈的匝数、等效截面积S 0和空气中的磁导率有关,还与磁路上空气隙的长度l 0有关;传感器的非线性误差:%100])([200⨯+∆+∆= l ll l r 。
由此可见,要改善非线性,必须使l l∆要小,一般控制在0.1~0.2。
(因要求传感器的灵敏度不能太小,即初始间隙l 0应尽量小,故l ∆不能过大。
)传感器的灵敏度:20022l S W dl dL l L K l ⨯-=≈∆∆≈μ,由此式可以看出,为提高灵敏度可增加线圈匝数W ,增大等效截面积S 0,但这样都会增加传感器的尺寸;同时也可以减小初始间隙l 0,效果最明显。
4、试推导 5、气隙型 6、简述 7、试分析 8、试推导 9、试分析 10、如何通过11、互感式12、零点残余电压产生的原因是什么?怎样减小和消除它的影响?答:在差动式自感传感器和差动变压器中,衔铁位于零点位置时,理论上电桥输出或差动变压器的两个次级线圈反向串接后电压输出为零。
但实际输出并不为零,这个电压就是零点残余电压。
残差产生原因:①由于差动式自感传感器的两个线圈结构上不对称,如几何尺寸不对称、电气参数不对称。
②存在寄生参数;③供电电源中有高次谐波,而电桥只能对基波较好地预平衡。
④供电电源很好,但磁路本身存在非线性。
⑤工频干扰。
差动变压器的零点残余电压可用以下几种方法减少或消除:①设计时,尽量使上、下磁路对称;并提高线圈的品质因素Q=ωL/R;②制造时,上、下磁性材料性能一致,线圈松紧、每层匝数一致等③采用试探法。
在桥臂上串/并电位器,或并联电容等进行调整,调试使零残最小后,再接入阻止相同的固定电阻和电容。
第1章传感器概述1.什么是传感器?(传感器定义)2.传感器由哪几个部分组成?分别起到什么作用?3. 传感器特性在检测系统中起到什么作用?4.解释下列名词术语: 1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。
第1章传感器答案:3.答:传感器处于研究对象与测试系统的接口位置,即检测与控制之首。
传感器是感知、获取与检测信息的窗口,一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号,其作用与地位特别重要。
4.答:①敏感元件:指传感器中直接感受被测量的部分。
②传感器:能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
③信号调理器:对于输入和输出信号进行转换的装置。
④变送器:能输出标准信号的传感器第2章传感器特性1.传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态参数有哪些?各种参数代表什么意义?动态参数有那些?应如何选择?2.某传感器精度为2%FS ,满度值50mv ,求出现的最大误差。
当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差,并说出结论。
3.一只传感器作二阶振荡系统处理,固有频率f0=800Hz,阻尼比ε=0.14,用它测量频率为400的正弦外力,幅植比,相角各为多少?ε=0.7时,,又为多少?4.某二阶传感器固有频率f0=10KHz,阻尼比ε=0.1若幅度误差小于3%,试求:决定此传感器的工作频率。
5. 某位移传感器,在输入量变化5 mm时,输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。
6. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,求系统的总的灵敏度。
7.测得某检测装置的一组输入输出数据如下:a)试用最小二乘法拟合直线,求其线性度和灵敏度;b)用C语言编制程序在微机上实现。
8.某温度传感器为时间常数 T=3s 的一阶系统,当传感器受突变温度作用后,试求传感器指示出温差的1/3和1/2所需的时间。
1.了解并条机的工艺目的和工艺流程。
2.掌握高速并条机自调匀整装置的分类及工作原理。
3.了解USG PRO 自调匀整系统喂入和输出棉条检测方法、系统的组成及工作原理。
4.掌握开环自调匀整系统中死区长度、匀整标定、放大倍数的概念、确定方法及其对自调匀整的影响。
第七章并条机机电一体化第七章并条机机电一体化第一节并条机概述第二节并条机控制系统一、并条机控制系统的要求二、并条机自调匀整装置的结构与工作原理三、并条机自调匀整装置的发展状况——思考题第七章并条机机电一体化并条机的工艺过程1-输出条筒2-圈条器3-紧压罗拉4-喇叭口5-弧形导管6-牵伸罗拉7-吸风嘴8-给棉罗拉9-导条罗拉10-分条叉11-喂入条筒并条机一般都由喂入、牵伸、成型三部分组成,国产新型并条机的工艺过程如图。
条筒中的须条由导条罗拉引出,借助分条叉将条子隔开,经给棉罗拉,由塑料导条块聚拢后,并排喂入牵伸装置。
牵伸后的须条经导向胶辊、弧形导管(集束器)、喇叭口凝集成条,由紧压罗拉压紧后,通过圈条器将条子有规律地圈放在输出条筒内。
第一节并条机概述第七章并条机机电一体化在高速并条机上,为了防止纤维和杂质黏附在罗拉、胶辊表面而引起缠罗拉断条,采用上下吸风式自动清洁装置;为了对输出条子的中长片段不匀及短片段不匀实施匀整,一般第一道并条机设有自调匀整装置;为了减少换筒时间,减轻劳动强度,设有自动换筒装置。
第七章并条机机电一体化一、并条机控制系统要求第二节并条机控制系统(1)主控制器一般为可编程控制器或专用的以CPU为核心的控制器。
(2)主控制器一般不负责自调匀整控制而是留有与自调匀整控制器的接口,自调匀整由专用的控制器控制,与主控制器协调工作。
(3)主传动一般为变频调速,要求启动平稳,没有自调匀整装置时,由主电机传动所有的喂入、牵伸和成条部件,当有自调匀整装置时,则可以方便地断开由前罗拉向后的传动,二罗拉之后的传动由单独的电机在自调匀整控制器的控制下传动,当为双眼并条机时,每眼的二、三罗拉均分别独立传动。
第一章 思考题与习题1、什么是传感器的静态特性?它有哪些性能指标?答:输入量为常量或变化很慢情况下,输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。
它的性能指标有:线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差(静态测量不确定性或精度).2、传感器动特性取决于什么因素?答:传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量,对于不同的组成环节(接触环节、模拟环节、数字环节等)和不同形式的输入量(正弦、阶跃、脉冲等)其动特性和性能指标不同。
3、某传感器给定相对误差为2%FS ,满度值输出为50mV ,求可能出现的最大误差δ(以mV 计).当传感器使用在满刻度的1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。
并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。
已知:FS %2=γ, mV y FS 50=;求:δm =?解:∵ %100⨯=FS my δγ; ∴ mV y FS m 1%100=⨯•=γδ若: FS FS y y 211= 则: %4%100251%1001=⨯=⨯=FS m y δγ 若: FS FS y y 812=则: %16%10025.61%1002=⨯=⨯=FS m y δγ 由此说明,在测量时一般被测量接近量程(一般为量程的2/3以上),测得的值误差小一些。
4、有一个传感器,其微分方程为x y dt dy 15.03/30=+,其中y 为输出电压(mV ),x 为输入温度(0C ),试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k 。
已知:x y dt dy 15.03/30=+;求:τ=?,k =?解:将x y dt dy 15.03/30=+化为标准方程式为:x y dt dy 05.0/10=+与一阶传感器的标准方程:kx y dt dy =+τ 比较有: ⎩⎨⎧==)/(05.0)(100C mV k s τ 5、已知某二阶系统传感器的自振频率f 0=20k Hz ,阻尼比ξ=0.1,若要求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。
传感器与检测技术-教案第一章:传感器概述1.1 教学目标了解传感器的定义、分类和作用理解传感器的基本原理和特性掌握传感器的选用和安装方法1.2 教学内容传感器的定义和分类传感器的基本原理和特性传感器的选用和安装方法1.3 教学方法讲授传感器的基本概念和分类分析实际案例,讲解传感器的工作原理和特性动手实验,演示传感器的选用和安装方法1.4 教学评估课堂问答,检查学生对传感器定义和分类的理解分析案例,评估学生对传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告,评估学生对传感器选用和安装方法的掌握程度第二章:温度传感器2.1 教学目标了解温度传感器的定义、分类和作用理解温度传感器的基本原理和特性掌握温度传感器的选用和安装方法2.2 教学内容温度传感器的定义和分类温度传感器的基本原理和特性温度传感器的选用和安装方法2.3 教学方法讲授温度传感器的基本概念和分类分析实际案例,讲解温度传感器的工作原理和特性动手实验,演示温度传感器的选用和安装方法2.4 教学评估课堂问答,检查学生对温度传感器定义和分类的理解分析案例,评估学生对温度传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告,评估学生对温度传感器选用和安装方法的掌握程度第三章:压力传感器3.1 教学目标了解压力传感器的定义、分类和作用理解压力传感器的基本原理和特性掌握压力传感器的选用和安装方法3.2 教学内容压力传感器的定义和分类压力传感器的基本原理和特性压力传感器的选用和安装方法3.3 教学方法讲授压力传感器的基本概念和分类分析实际案例,讲解压力传感器的工作原理和特性动手实验,演示压力传感器的选用和安装方法3.4 教学评估课堂问答,检查学生对压力传感器定义和分类的理解分析案例,评估学生对压力传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告,评估学生对压力传感器选用和安装方法的掌握程度第四章:流量传感器4.1 教学目标了解流量传感器的定义、分类和作用理解流量传感器的基本原理和特性掌握流量传感器的选用和安装方法4.2 教学内容流量传感器的定义和分类流量传感器的基本原理和特性流量传感器的选用和安装方法4.3 教学方法讲授流量传感器的基本概念和分类分析实际案例,讲解流量传感器的工作原理和特性动手实验,演示流量传感器的选用和安装方法4.4 教学评估课堂问答,检查学生对流量传感器定义和分类的理解分析案例,评估学生对流量传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告,评估学生对流量传感器选用和安装方法的掌握程度第五章:位移传感器5.1 教学目标了解位移传感器的定义、分类和作用理解位移传感器的基本原理和特性掌握位移传感器的选用和安装方法5.2 教学内容位移传感器的定义和分类位移传感器的基本原理和特性位移传感器的选用和安装方法5.3 教学方法讲授位移传感器的基本概念和分类分析实际案例,讲解位移传感器的工作原理和特性动手实验,演示位移传感器的选用和安装方法5.4 教学评估课堂问答,检查学生对位移传感器定义和分类的理解分析案例,评估学生对位移传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告,评估学生对位移传感器选用和安装方法的掌握程度第六章:光学传感器6.1 教学目标了解光学传感器的定义、分类和作用理解光学传感器的基本原理和特性掌握光学传感器的选用和安装方法6.2 教学内容光学传感器的定义和分类光学传感器的基本原理和特性光学传感器的选用和安装方法6.3 教学方法讲授光学传感器的基本概念和分类分析实际案例,讲解光学传感器的工作原理和特性动手实验,演示光学传感器的选用和安装方法6.4 教学评估课堂问答,检查学生对光学传感器定义和分类的理解分析案例,评估学生对光学传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告,评估学生对光学传感器选用和安装方法的掌握程度第七章:超声波传感器7.1 教学目标了解超声波传感器的定义、分类和作用理解超声波传感器的基本原理和特性掌握超声波传感器的选用和安装方法7.2 教学内容超声波传感器的定义和分类超声波传感器的基本原理和特性超声波传感器的选用和安装方法7.3 教学方法讲授超声波传感器的基本概念和分类分析实际案例,讲解超声波传感器的工作原理和特性动手实验,演示超声波传感器的选用和安装方法7.4 教学评估课堂问答,检查学生对超声波传感器定义和分类的理解分析案例,评估学生对超声波传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告,评估学生对超声波传感器选用和安装方法的掌握程度第八章:无线传感器网络8.1 教学目标了解无线传感器网络的定义、分类和作用理解无线传感器网络的基本原理和特性掌握无线传感器网络的选用和安装方法8.2 教学内容无线传感器网络的定义和分类无线传感器网络的基本原理和特性无线传感器网络的选用和安装方法8.3 教学方法讲授无线传感器网络的基本概念和分类分析实际案例,讲解无线传感器网络的工作原理和特性动手实验,演示无线传感器网络的选用和安装方法8.4 教学评估课堂问答,检查学生对无线传感器网络定义和分类的理解分析案例,评估学生对无线传感器网络工作原理和特性的掌握程度实验报告,评估学生对无线传感器网络选用和安装方法的掌握程度第九章:传感器信号处理与分析9.1 教学目标了解传感器信号处理与分析的基本概念、方法和作用理解传感器信号处理与分析的基本原理和特性掌握传感器信号处理与分析的方法和技巧9.2 教学内容传感器信号处理与分析的基本概念和方法传感器信号处理与分析的基本原理和特性传感器信号处理与分析的方法和技巧9.3 教学方法讲授传感器信号处理与分析的基本概念和方法分析实际案例,讲解传感器信号处理与分析的基本原理和特性动手实验,演示传感器信号处理与分析的方法和技巧9.4 教学评估课堂问答,检查学生对传感器信号处理与分析的基本概念和方法的理解分析案例,评估学生对传感器信号处理与分析的基本原理和特性的掌握程度实验报告,评估学生对传感器信号处理与分析的方法和技巧的掌握程度第十章:传感器在工程应用中的案例分析10.1 教学目标了解传感器在工程应用中的重要性理解传感器在不同工程领域的应用案例掌握传感器在工程应用中的选型和应用方法10.2 教学内容传感器在工程应用中的重要性传感器在不同工程领域的应用案例传感器在工程应用中的选型和应用方法10.3 教学方法讲授传感器在工程应用中的重要性分析实际案例,讲解传感器在不同工程领域的应用动手实验,演示传感器在工程应用中的选型和应用方法10.4 教学评估课堂问答,检查学生对传感器在工程应用中的重要性的理解分析案例,评估学生对传感器在不同工程领域应用的掌握程度实验报告,评估学生对传感器在工程应用中的选型和应用方法的掌握程度重点和难点解析1. 传感器的基本概念和分类:重点关注传感器定义和分类的理解,以及传感器的功能和作用。
第一章检测技术的基本概念一、填空题:1、传感器有、、组成2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出与输入的比值。
3、从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度。
4、下面公式是计算传感器的。
5、某位移传感器的输入变化量为5mm,输出变化量为800mv,其灵敏度为。
二、选择题:12A3、?PA0.54A3倍5A微差式678A9A三、123、同一台仪表,不同的输入输出段灵敏度不同()4、灵敏度其实就是放大倍数()5、测量值小数点后位数越多,说明数据越准确()6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字()7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字()四、问答题1、什么是传感器的静态特性,有哪些指标。
答:指传感器的静态输入、输出特性。
有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。
2、产生随机误差的原因是什么,如何减小随机误差对测量结果的影响。
答:是测量中独立的、微小的、偶然的因素引起的结果。
既不能用实验的方法消除,也不能修正。
可以通过增加测量次数,利用概率论的一些理论和统计学的方法进行数据结果处理,服从正态分布。
3、系统误差分几类,怎样减小系统误差。
答:分为恒值误差,例如刻度盘分度差错。
变值误差,环境温度的影响、零点漂移等。
系统误差有规律。
可以通过实验的方法引入修正值的方法计算修正,也可以重新调整测量仪表的有关部件予以剔除。
4、如何判断系统中存在粗大误差。
答:粗大误差是测量人员的粗心大意及电子测量仪器收到突然强大的干扰所引起的,粗大误差明显超过正常条件下的误差。
五、分析与计算题1、有一温度计,它的测量范围为0—2000C,精度为0.5级,求1)该表可能出现的最大绝对误差。
2)当示值分别为200C、1000C的示值相对误差。
2、预测123、围为04电桥5、12.03mV、6012.15mV、31234123、4、电阻应变片配有桥式测量转换电路的作用是。
5、应变测量电桥的三种接法是、、。
输出电压分别为、、。
《第一章传感器的一般特性》1试绘制转速和输出电压的关系曲线,并确定:1)该测速发电机的灵敏度。
2)该测速发电机的线性度。
2.已知一热电偶的时间常数τ=10s,若用它来测量一台炉子的温度,炉内温度在540οC和500οC 之间按近似正弦曲线波动,周期为80s,静态灵敏度k=1,试求该热电偶输出的最大值和最小值,以及输入与输出信号之间的相位差和滞后时间。
3.用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号,问幅值误差为多少?4.若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试,如幅值误差要求限制在5%以内,则时间常数应取多少?若在该时间常数下,同一传感器作50Hz正弦信号的测试,这时的幅值误差和相角有多大?5.已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz,阻尼比ξ=0.1,若要求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。
6.某压力传感器属于二阶系统,其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后,试求其幅值误差和相位滞后。
《第二章应变式传感器》1.假设某电阻应变计在输入应变为5000με时电阻变化为1%,试确定该应变计的灵敏系数。
又若在使用该应变计的过程中,采用的灵敏系数为 1.9,试确定由此而产生的测量误差的正负和大小。
2.如下图所示的系统中:①当F=0和热源移开时,R l=R2=R3=R4,及U0=0;②各应变片的灵敏系数皆为+2.0,且其电阻温度系数为正值;③梁的弹性模量随温度增加而减小;④应变片的热膨胀系数比梁的大;⑤假定应变片的温度和紧接在它下面的梁的温度一样。
在时间t=0时,在梁的自由端加上一向上的力,然后维持不变,在振荡消失之后,在一稍后的时间t1打开辐射源,然后就一直开着,试简要绘出U0和t的关系曲线的一般形状,并通过仔细推理说明你给出这种曲线形状的理由。
3.一材料为钢的实心圆柱形试件,直径d=10 mm,材料的弹性模量E=2 ×1011N/m2,泊松比μ=0.285,试件上贴有一片金属电阻应变片,其主轴线与试件加工方向垂直,如图1所示,若已知应变片的轴向灵敏度k x =2,横向灵敏度C=4%,当试件受到压缩力F=3×104N作用时。
《第一章传感器的一般特性》1.从某直流测速发电机试验中,获得如下结果:转速(r/min)0 500 1000 1500 2000 2500 3000输出电压(V)0 9.1 15.0 23.3 29.9 39.0 47.5试绘制转速和输出电压的关系曲线,并确定:1)该测速发电机的灵敏度。
2)该测速发电机的线性度。
2.已知一热电偶的时间常数τ=10s,若用它来测量一台炉子的温度,炉内温度在540οC和500οC 之间按近似正弦曲线波动,周期为80s,静态灵敏度k=1,试求该热电偶输出的最大值和最小值,以及输入与输出信号之间的相位差和滞后时间。
3.用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号,问幅值误差为多少?4.若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试,如幅值误差要求限制在5%以内,则时间常数应取多少?若在该时间常数下,同一传感器作50Hz正弦信号的测试,这时的幅值误差和相角有多大?5.已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz,阻尼比ξ=0.1,若要求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。
6.某压力传感器属于二阶系统,其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后,试求其幅值误差和相位滞后。
《第二章应变式传感器》1.假设某电阻应变计在输入应变为5000με时电阻变化为1%,试确定该应变计的灵敏系数。
又若在使用该应变计的过程中,采用的灵敏系数为1.9,试确定由此而产生的测量误差的正负和大小。
2.如下图所示的系统中:①当F=0和热源移开时,R l=R2=R3=R4,及U0=0;②各应变片的灵敏系数皆为+2.0,且其电阻温度系数为正值;③梁的弹性模量随温度增加而减小;④应变片的热膨胀系数比梁的大;⑤假定应变片的温度和紧接在它下面的梁的温度一样。
在时间t=0时,在梁的自由端加上一向上的力,然后维持不变,在振荡消失之后,在一稍后的时间t1打开辐射源,然后就一直开着,试简要绘出U0和t的关系曲线的一般形状,并通过仔细推理说明你给出这种曲线形状的理由。
激光位移传感器操作手册V3.0目录第1章:产品概要......................................................................... 1-11.1 包装内容 ......................................................................................... 1-11.2 各部件名称及功能........................................................................... 1-21.3 安装................................................................................................. 1-3 第2章:设定与测量 ..................................................................... 2-1 第3章:软件操作......................................................................... 3-13.1 通信设置 ......................................................................................... 3-13.2 位置读取与归零设定 ....................................................................... 3-2 第4章:通讯指令......................................................................... 4-14.1 通讯参数列表 .................................................................................. 4-14.2 通讯协议 ......................................................................................... 4-4 第5章:产品规格......................................................................... 5-1 第6章:安全注意事项.................................................................. 6-1 第7章:保固 ................................................................................ 7-1版本更新历程激光位移计操作手册V3.0版本更新历程版本更新日期V1.0 第一版发行2018/09/03V2.0 新增「反应速度设定」与「中值滤波器设定」功能说明与通讯地址设定方式。
第六章 思考题与习题1、什么是压电效应?答:沿着一定方向对某些电介质加力而使其变形时,在一定表面上产生电荷,当外力取消,又重新回到不带电状态,这一现象称为正压电效应。
当在某些电介质的极化方向上施加电场,这些电介质在一定方向上产生机械变形或机械压力,当外加电场散去,这些变形和应力也随之消失,此即称为逆压电效应。
2、为什么压电传感器不能测量静态物理量? 答:压电元件送入放大器的输入电压由上式可知,用·当作用在压电元件上的力是静压力(ω=0)时,前置放大器输入电压等于零。
因为电荷就会通过放大器的输入电阻和传感器本身的泄漏电阻漏掉。
所以压电传感器不能测量静态物理量。
3、压电式传感器中采用电荷放大器有何优点?为什么电压灵敏度与电缆长度有关?而电荷灵敏度与电缆长度无关? 答:p115 ●补充题:1、有一压电晶体,其面积为20mm 2,厚度为10mm ,当受到压力p=10MPa 作用时,求产生的电荷及输出电压:①零度X 切的纵向石英晶体;②利用纵向效应之BaTiO 3(压电陶瓷)。
已知:S=20 mm 2,δ=10mm ,P=10MPa , 求:Q=?,V=? 解:①∵ PS d F d Q 1111== 而:)/(1031.21211N c d -⨯= ∴ c PS d Q 10111062.4-⨯== 又∵ SQ S Q C Q U r r a εεδδεε00)/(/=== 而:)/(1085.85.412-0m F r ⨯==εε、 ∴ )(8.5797/0V SQ C Q U r a ===εεδ解②∵ PS d F d Q 3333== 而:)/(10901233N c d -⨯= ∴ c PS d Q 833108.3-⨯== 同上:又∵ SQ S Q C Q U r r a εεδδεε00)/(/=== 而:)/(1085.8120012-0m F r ⨯==εε、 ∴ )(3.1788/0V SQ C Q U r a ===εεδ2、某压电晶体的电容为1000pF;Kq=2.5C/cm,Cc=3000pF,示波器的输入阻抗为1M Ω和并联电容为50pF,求;①压电晶体的电压灵敏度;②测量系统的高频响应③如系统允许的测量幅值误差为5%,可测最低频率时多少?④如频率为10Hz,允许误差为5%,用并联方式,电容值是多少?已知:pF C M R pF C N c k pF C i i c q a 5013000/5.21000=Ω====;;;; 求: 解①∵ a q V C k k /= ∴ )/(105.29N V k V ⨯= 解②依据教材p113(6-14)式 ∵ ic a m im V C C Cd F U k ++=∞=33/)(;而:3333//d F F d F Q k q ===∴ )/(1017.68N V C C C k k ic a qV ⨯=++=解③依据教材p113(6-15)式 因: 222)(1)()(i c a i c a C C C R C C C R k +++++=ωωω高频响应时:1)(*=∞=k k而:%5)(**≤-kk k Lωγ 则:%95)(1)()(222≥+++++=i c a i c a C C C R C C C R k ωωω其中: 解得:Hz f LCL 5.1192==πω 解④因: %5)(**≤-k k k Lωγ 则: %95)(1)()(222≥+++++=i c a i c a C C C R C C C R k ωωω其中:解得:pF C C C C c a 48447=++=3、用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器的振动,已知:加速度计灵敏度为5pC/g,电荷放大器灵敏度为50mV/pC,当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值为2V ,试求该机器的振动加速度。
传感器原理及其应用第一章传感器的一般特性1)信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术,是现代信息产业的三大支柱。
2)传感器又称变换器、探测器或检测器,是获取信息的工具广义:传感器是一种能把特定的信息(物理、化学、生物)按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
狭义:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
国家标准(GB7665-87):定义:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
3)传感器的组成:敏感元件是直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
转换元件:将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数或电量。
基本转换电路:上述电路参数接入基本转换电路(简称转换电路),便可转换成电量输出。
4)传感器的静态性能指标(1)灵敏度定义: 传感器输出量的变化值与相应的被测量(输入量)的变化值之比,传感器输出曲线的斜率就是其灵敏度。
①纯线性传感器灵敏度为常数,与输入量大小无关;②非线性传感器灵敏度与x有关。
(2)线性度定义:传感器的输入-输出校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏离与传感器满量程输出之比,称为传感器的“非线性误差”或“线性度”。
线性度又可分为:①绝对线性度:为传感器的实际平均输出特性曲线与理论直线的最大偏差。
②端基线性度:传感器实际平均输出特性曲线对端基直线的最大偏差。
端基直线定义:实际平均输出特性首、末两端点的连线。
③零基线性度:传感器实际平均输出特性曲线对零基直线的最大偏差。
④独立线性度:以最佳直线作为参考直线的线性度。
⑤最小二乘线性度:用最小二乘法求得校准数据的理论直线。
(3)迟滞定义:对某一输入量,传感器在正行程时的输出量不同于其在反行程时的输出量,这一现象称为迟滞。
即:传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。
(4)重复性定义:在相同工作条件下,在一段短的时间间隔内,同一输入量值多次测量所得的输出之间相互偏离的程度。