传感器与检测技术总复习(精华)(2)

2018-12-05 13:18

当R1=R2=R3=R4时,电桥电压灵敏度最高,此时有:

E?R1Uo?2R1

测量电路的灵敏度----全桥(差动全桥)

当R1=R2=R3=R4时,电桥电压灵敏度最高,此时有:

?R1Uo?ER1KU?E

4.克服非线性误差方法:差动测量电路为了减小和克服非线性误差,常采用差动电桥如图所示, 在试件上安装两个工作应变片,一个受拉应变,一个受压应变, 接入电桥相邻桥臂,称为半桥差动电路, 如图(a)所示。

BR1+?R1AR3DER2-?R2CR4B+R1+?R1AR2-?R2C+UoUo-R3-?R3DER4+?R4-(a)(b)

(a)半桥差动电桥 (b)全桥差动电桥 5、 应变片的温度误差

由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差, 称为应变片的温度误差。 产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面。 产生温度误差的原因:

1) 电阻温度系数的影响2) 试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数不同的影响 1.电阻应变片的温度补偿方法:

1)应变片的自补偿法:应变片的自补偿法有(单丝自补偿)和(双丝组合式自补偿) 2)桥路补偿法(线路补偿)

6.对于应变片式传感器单臂桥测量电路进行温度补偿时,若要实现完全补偿,必须满足的条件是?

① 在应变片工作过程中,保证R3=R4

② R1和RB两个应变片应具有相同的电阻温度系数α、线膨胀系数β、应变灵敏度系数K和初始电阻值R0。

③ 粘贴补偿片的补偿块材料和粘贴工作片的被测试件材料必须一样,两者线膨胀系数相同。

④ 两应变片应处于同一温度场。

7.今有一悬臂梁,在其中上部上、下两面各贴两片应变片,组成全桥,如下图所

示。该梁在其悬臂梁一端受一向下力F=0.5N,试求此时这四个应变片的电阻值。已知:应变片灵敏系数K=2.1;应变片空载电阻R0=120Ω。

0.25)?0.56?l?x?F2??0.10?x?WEt20.06?70?105?(0.003)26?(0.25??R?kR0?x?2.1?120?0.10?25.2?R1?R3?R0??R?120?25.2?145.2?6(l?x)t??3mmFx?2WEtE?70?105PaΩl1?25cmx?W2?6

8.电容式传感器的工作原理和结构

R2?R4?R0??R?120?25.2?94.8?平板电容器,由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器,如果不考虑

C?(边缘)效应,其电容量为:

9.变介电常数型电容传感器

?Sd

Dd

Hh??1概述:测量液位高度

结构简单,没有可动部分,电容值c与液位高度h(成线性关系) 1.变面积型电容式传感器?

?C?x?a 2.当动极板沿长度方向平移Δx时,电容相对变化量为? C0这种形式的传感器其电容量C与 (水平位移Δx )呈线性关系。 1.变面积型电容式传感器--------角位移型

?动极板定极板? 可以看出,传感器的电容量C与(角位移θ)呈线性关系。

1.

?0d0dg?g

1.变极距型电容传感器为了提高灵敏度,应减小起始间隙d0,但 (非线性误差)却随着d0的减小而增大。

1.怎样减少非线性误差?在实际应用中,为了提高灵敏度,减小非线性误差,大

都采用(差动式结构)。

1?C2?C?d??d?d0 d0 C01.差动测量法 灵敏度得到一倍的改善C0?d??d??100%?????100%??d0?d0? 线性度得到改善

1.测量电路

电容传感器的等效电路(自学) 减小误差的方法:

1)减小温度、湿度等变化所产生的误差,保证绝缘材料的绝缘性能 2)消除和减小边缘效应(p83) 3)消除和减小寄生电容的影响(p83)

2

1.对于变极距型电容传感器采用运算放大器测量电路时的输出电压与(极板间距离d)成线性关系。

1.压电元件受力后,(表面电荷与外力成正比关系) 1.(压电陶瓷制作传感器灵敏度比压电晶体高)

1. 压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料,材料的内部晶粒有许多自发极化的 (电畴),他有一定的极化方向。


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