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文檔簡介

1、A/ YF.S100%,并由題意已知:A=0.5%,YF.S=(1200600),得最大允許絕對誤差A(yù)=A.YF.S=0.5%(1200600)=3此溫度傳感器最大允許絕對誤差為3。檢驗(yàn)?zāi)滁c(diǎn)的最大絕對誤差為4,大于3,故此傳感器不合格。362、已知電感壓力傳感器最縣檢測量為0.5mmH2O,測量范圍0250 mmH2O,輸出電壓為0500mV,噪聲系數(shù)C=2;另一個電容壓力傳感器最小檢測量為0.5 mmH2O,測量范圍為0100 mmH2O,輸出電壓為0300 mV,噪聲系數(shù)C=2。問:哪個傳感器噪聲電平大?大多少?362解:根據(jù)傳感器靈敏度計算式K=Y/X,得電感壓力傳感器 K1=(5000

2、)/(2500)=2Mv/mmH2O電容藥理傳感器 K2=(3000)/(1000)=3Mv/mmH2O由最小檢測量計算式M=CN/K,得噪聲電平N=KM/C,分別計算結(jié)果如下:電感壓力傳感 電容壓力傳感器 答:電感壓力傳感器噪聲電平大, 。363、某玻璃水銀溫度計微分方程式為4+2Q0=210-3 Qi ,式中為水銀柱高度(m);Qi 為被測溫度()。試確定該溫度計的時間常數(shù)和靜態(tài)靈敏度系數(shù)。363解:該溫度計為一階傳感器,其微分方程基本形式為,此式與已知微分方程比較可知時間常數(shù)與靜態(tài)靈敏度系數(shù),即:364、某壓電式加速器計動態(tài)特性可用下述微分方程描述;,式中q為輸出電荷量(PC);a為輸入

3、加速度(m/s2 ).試確定該加速度計的靜態(tài)靈敏度系數(shù)K值;測量系統(tǒng)的固有振蕩頻率0 及阻尼比數(shù)。364解:該加速度計為二階傳感器,其微分方程基本形式為:此式與已知微分方程式比較可得:靜態(tài)靈敏度系數(shù)K=11.01010 /2.251010 =4.89pC/(m/s2 )固有振蕩頻率W0 =阻尼比=365、已知某一階傳感器的傳遞函數(shù)(p)=1/(p+1),=0.001s 。求該傳感器輸入信號工作頻率范圍。計算題365題圖10.707210.1B/A365解:由題目可知該一階傳感器的頻率傳遞函數(shù)(j)=1/(1+j),幅頻特性B/A=|計算題365題圖10.707210.1B/A結(jié)果比較精確,故取

4、此范圍為工作段。則又=1,即=1/=2*f故所以輸入信號工作范圍0159Hz。368、檢驗(yàn)一臺量程為0250mmH2O的差壓變送器,當(dāng)差壓由0上升至100 mmH2O時,差壓變送器讀數(shù)為98 mmH2O;當(dāng)差壓由250 mmH2O下降至100 mmH2O時差壓變送器讀數(shù)為103 mmH2O,問此儀表在該點(diǎn)遲滯(變差)是多少?368解:hmax103985YFS2500250故Hhmax/YFS*100%2%故此在該點(diǎn)的遲滯是2。369若一階傳感器的時間=0.01s,傳感器響應(yīng)幅值差在10%范圍內(nèi),此時最高值為0.5,試求此時輸入信號的工作頻率范圍?369解:因?yàn)閭鞲衅黜憫?yīng)幅值差值在10以內(nèi),且

5、W0.5,W0.5/,而w=2f,所以 f=0.5/28Hz即傳感器輸入信號的工作頻率范圍為08Hz370、某測量系統(tǒng)的動態(tài)微分方程為30dY/dX+3y=1.515-5X,式中Y為輸出電壓(V);X為輸入壓力(Pa)。求該系統(tǒng)的時間常數(shù)和靜態(tài)靈敏度。370解:此為一階傳感器,其微分方程為a1dy/dx+a0y=b0 x所以 時間常數(shù)a1/a0=10sK=b0/a0=5*10-6V/Pa371、己知某位移傳感器,當(dāng)輸入量X= 10m,其輸出電壓變化量U=50 mV。求其平均靈敏度K1為多少?若采用兩個相同的上述傳感器組成差動測量系統(tǒng)則該差動式位移傳感器的平均靈敏度K2為多少? 371解:由傳感

6、器靈敏度的定義有:K若采用兩個相同的傳感器組成差動測量系統(tǒng)時,輸出僅含奇次項(xiàng),且靈敏度提高了2倍,為10mv/m.372、如果將100電阻應(yīng)變片貼在彈性試件上,若試件受力橫截面積S=0.510-4m2,彈性模量 E=21011N/m2,若有F=5104N的拉力引起應(yīng)變電阻變化為1。試求該應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)?372解:由題意得應(yīng)變片電阻相對變化量R/R=1/100。根據(jù)材料力學(xué)理論可知:應(yīng)變 =/E( 為試件所受應(yīng)力, =F/S),故應(yīng)變 =F/SE=5104/0.510-421011=0.005應(yīng)變片靈敏度系數(shù)計算題373題圖K=R/R/ =1/100/0.005=2計算題373題圖373、一

7、臺用等強(qiáng)度梁作為彈性元件的電子秤,在梁上、下面各貼兩片相同的電阻應(yīng)變片(K=2)如圖(a)所示。已知l=100mm、b=11mm、t=3mm,E=2104N/mm2。現(xiàn)將四個應(yīng)變片接入圖(b)直流橋路中,電橋電源電壓U=6V。當(dāng)力F=0.5kg時,求電橋輸出電壓UO=?373解:由圖(a)所示四片相同電阻應(yīng)變片貼于等強(qiáng)度梁上、下面各兩片。當(dāng)重力F作用梁端部后,梁上面R1和R3產(chǎn)生正應(yīng)變電阻變化而下表面R2和R4則產(chǎn)生負(fù)應(yīng)變電阻變化,其應(yīng)變絕對值相等,即1= 3=- 2=- 4電阻相對變化量為R1/R1=R3/R3=-R2/R2=-R4/R4=R/R=K 現(xiàn)將四個應(yīng)變電阻按圖(b)所示接入橋路組

8、成等臂全橋電路,其輸出橋路電壓為UO=U*R/R=K*U=K*6Fl/bt2E=26(60.59.8100)/(11322104)=0.0178=17.8mvFFR1R3R2R4計算題374題圖374、采用四片相同的金屬絲應(yīng)變片(K=2),將其貼在實(shí)心圓柱形測力彈性元件上。如圖(a)所示,力F=1000kg。圓柱斷面半徑r=1cm,楊氏模量E=2107N/cm2,泊松比 =0.3。求(1FFR1R3R2R4計算題374題圖374解:(1)按題意采用四個相同應(yīng)變片測力彈性元件,貼的位置如圖374(a)所示。R1、R3沿軸向受力F作用下產(chǎn)生正應(yīng)變10, 30;R2、R4沿圓周方向貼則產(chǎn)生負(fù)應(yīng)變 2

9、0, 40。四個應(yīng)變電阻接入橋路位置入圖(b)所示。從而組成全橋測量電路可以提高輸出電壓靈敏度。(2) 1 3/E F/(SE)10009.8/(23.14122107)1.56104156 2 4 F/SE0.31.56104=0.4710447 R1/R1R3/R3k1 21.56104=3.12104R2/R2R4/R4k2 -20.47104-0.94104FFR1R3R2R4計算題375題圖375、采用四片相同的金屬絲應(yīng)變片(K=2),將其貼在實(shí)心圓柱形測力彈性元件上。如圖(a)所示,力F=1000kg。圓柱斷面半徑r=1cm,楊氏模量E=2107N/cm2,泊松比 =0.3。應(yīng)變片

10、在圓柱上貼粘位置及相應(yīng)測量橋路原理如圖所示,若各應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)? 3156 , 2447 FFR1R3R2R4計算題375題圖(2)此種測量方式能否補(bǔ)償環(huán)境溫度對測量的影響?說明原因。375解:(2)此種測量方式可以補(bǔ)償環(huán)境溫度變化的影響。因?yàn)樗膫€相同電阻應(yīng)變在同樣環(huán)境條件下,感受溫度變化產(chǎn)生電阻相對變化量相同,在全橋電路中不影響輸出電壓值,即故376、采用四個性能完全相同的電阻應(yīng)變片(靈敏度系數(shù)為K),將其貼在薄壁圓筒式壓力傳感元件外表圓周方向,彈性元件周圍方向應(yīng)變,計算題376題圖式中,p為待測壓力, 泊松比,E楊式模量,d為筒內(nèi)徑,D為筒外徑。現(xiàn)采用直流電橋電路,供電橋電壓U。計算題37

11、6題圖要求滿足如下條件:(1)該壓力傳感器有溫度補(bǔ)償作用;(2)橋路輸出電壓靈敏度最高。試畫出應(yīng)變片粘貼位置和相應(yīng)橋路原理圖并寫出橋路輸出電壓表達(dá)式。376解:按題意要求圓周方向貼四片相同應(yīng)變片如果組成等臂全橋電路。當(dāng)四片全感受應(yīng)變時,橋路輸出信號為零。故在此種情況下,要求有補(bǔ)償環(huán)境溫度變化的功能,同時橋路輸出電壓還要足夠大,應(yīng)采取參比測量方式即兩片R1、R3貼在有應(yīng)變的圓筒壁上做敏感元件,而另兩貼片R2、R4在不感受應(yīng)變的圓筒外壁上作為補(bǔ)溫元件,如圖(a)所示。然后再將四個應(yīng)變片電阻接入圖(b)橋臂位置上。此時被測壓力變化時, R1、R3隨筒壁感受正應(yīng)變量 10, 3 0。并且 1 3 ;R

12、2和R4所處位置筒壁不產(chǎn)生應(yīng)變,故 2 40。橋路電壓U0只與敏感元件R1、R3有關(guān),故把R1和R3放在橋壁上,可獲得較高的電壓靈敏度。則輸出信號電壓U0為另一方面R2、R4放于橋臂上與R1、R3組成的全橋測量電路,當(dāng)環(huán)境溫度變化時產(chǎn)生的電阻變化量均相同,故對環(huán)境溫度變化有補(bǔ)償作用,使377、一應(yīng)變片的電阻R120,k2.05,應(yīng)變?yōu)?00m/m的傳感元件。求: (l)R和R/R; (2)若電源電壓U3V,求此時惠斯通電橋的輸出電壓U0。 377解:已知R120,K2.05,800m/m由*KR/R8002.0510-61.6410-3R1.64*10-3*1200.1968UEK/43*1.

13、6410-3/41.23*10-3 (v)計算題378題圖378、在材料為鋼的實(shí)心圓柱形試件上,沿軸線和圓周方向各貼一片電阻為120的金屬應(yīng)變片R1和R2,把這兩應(yīng)變片接入差動電橋(如圖)。若鋼的泊松比=0.285,應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K=2,電橋電源電壓U=6V,當(dāng)試件受軸向拉伸時,測得應(yīng)變片R1的電阻變化值R1 0.48試求電橋的輸出電壓Uo。 計算題378題圖378解:此橋?yàn)榈谝粚ΨQ電橋,由2-25式有UgE((R1+R1)R4(R2+R2)R3)/(R1+R1+R2+R2)2*R3)(令R3R4)E(R1/ RR2/R)/(2(2R1/ RR2/ R)ER1/ R(1+)/(2*(2+(1

14、-)R1/ R)15.397/27.7(mv)計算題379題圖379、一測量吊車起吊重物的拉力傳感器如題圖 (a)所示。R1、R2、R3、R4按要求貼在等截面軸上。已知:等截面軸的截面積為0.00196 m2,彈性模量:E=2l011 N/m2,泊松比=0.3,且R1R2R3R4120 ,K2,所組成的全橋型電路如題圖 (b)所示,供橋電壓U2V?,F(xiàn)測得輸出電壓Ua2.6 mV。求: 計算題379題圖379解:(1) Ug E(R1+R1)(R3+R3)(R2+R2)(R4+R4)/(R1+R1+R2+R2)(R3+R3+R4+R4) ER1/ R+R3/ RR2/RR4/ R/(2R1/ R

15、R2/ R)(2R3/ RR4/ R)2E1 R/R /2+(1-) R/R22.6*10-32*2*1.3*R/R/2+0.7*R/R22+0.7*R/R22*103R/R42.8R/R+(R/R)204(2000-2.8)R/R(R/R)2(R/R998.6)2998.624R/R0.0020028059R/R/K0.0010014計算題380題圖r-3*10-4計算題380題圖(2) :F=ES0.001*2*1011*0.001963.92*105N380、已知:有四個性能完全相同的金屬絲應(yīng)變片(應(yīng)變靈敏系數(shù)K= 2),將其粘貼在梁式測力彈性元件上,如圖所示。在距梁端b處應(yīng)變計算公式:

16、設(shè)力P10kg,b100mm,t5mm,20mm,E2105N/m2。求(1)在梁式測力彈性元件距梁端b處畫出四個應(yīng)變片粘貼位置,并畫出相380測量橋路原理圖; (2)求出各應(yīng)變片電阻相對變化量; 380解:(1)四個應(yīng)變片粘貼位置,相應(yīng)的測量橋路原理圖如圖所示。 (2)R/ R=KK*6bp/Ewt22*6*100*100/2*1011*20*10-6*550.0012381、已知:有四個性能完全相同的金屬絲應(yīng)變片(應(yīng)變靈敏系數(shù)K2),將其粘貼在梁式測力彈性元件上,如圖所示。當(dāng)各應(yīng)變片電阻相對變化量為R/ R 0.0012、橋路電源電壓為6V、負(fù)載為無窮大時,求 (1)求橋路輸出電壓Uo 是

17、多少? (2)這種測量法對環(huán)境溫度變化是否有補(bǔ)償作用?為什么? 381解:(1) UgUK6*1.176*10-37.056(mv)(2)有,原因同376題。 計算題382題圖382、如圖 (a)所示,在距懸臂梁端部為L的上、下表面各粘貼兩組完全相同的電阻應(yīng)變片R1、R2、R3、R4,試求圖(c)、圖(d)和圖( e)所示的三種接法的橋路輸出電壓對圖 (b)所示接法的橋路輸出電壓的比值。圖中U為電源電壓,R為固定電阻,并且初始時 R1R2R3R4,U0為橋路輸出電壓。 計算題382題圖382解:(1)Uc/Ub=2 (2)Ud/Ub=2計算題383題圖(3)Uc/Ub=4計算題383題圖383

18、、圖所示為自補(bǔ)償式半導(dǎo)體應(yīng)變片, R1為PSi電阻條,R2為NSi電阻條,不受應(yīng)變時R1R2。假設(shè)R1和R2的溫度系數(shù)相同,現(xiàn)將其接人直流電橋電路中,要求橋路輸出有最高電壓靈敏度,并能補(bǔ)償環(huán)境溫度的影響。試畫出測量橋路原理圖,并解釋滿足上述要求的理由。 382解:測量橋路原理如圖所示。因?yàn)镻Si的壓阻系數(shù)為正,NSi的壓阻系數(shù)為負(fù),所以將其接人電橋的相鄰兩臂。當(dāng)被測量使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)力時,一個電阻增加,另一個電阻減小,引起橋路的不平衡輸出最大。當(dāng)環(huán)境溫度改變時,R1、R2也將改變,但是因環(huán)境溫度改變而引起的兩個電阻的改變量大小相等、符號相同,橋路不會產(chǎn)生不平衡輸出。 384、電阻應(yīng)變片的靈敏度定

19、義為,如今R為受到應(yīng)變作用后應(yīng)變片電阻的變化,R為應(yīng)變片初始電阻。一個初始阻值為120的應(yīng)變片,靈敏度為K = 2.0, 如果將該應(yīng)變片用總阻值為12的導(dǎo)線連接到測量系統(tǒng),求此時應(yīng)變片的靈敏度。 384解:由應(yīng)變片靈敏度的定義可得應(yīng)變的表達(dá)式為 因?yàn)橛脤?dǎo)線將應(yīng)變片連接到測量系統(tǒng)的前后,應(yīng)變片的應(yīng)變量相同,故用導(dǎo)線連接后應(yīng)變片的靈敏度變?yōu)?計算題385題圖計算題385題圖385、 已知:平板電容傳感器極板間介質(zhì)為空氣,極板面積,間隙。試求傳感器初始電容值;若由于裝配關(guān)系,兩極板間不平行,一側(cè)間隙為,而另一側(cè)間隙為。求此時傳感器電容值。385解:初始電容值式中如圖所示兩極不平行時求電容值 386、

20、變間距(d)型平板電容傳感器,當(dāng)時,若要求測量線性度為0.1%。求:允許間距測量最大變化量是多少?386:當(dāng)變間距平板型電容傳感器的時,其線性度表達(dá)式為由題意故得,即測量允許變化量。89、現(xiàn)有一只電容式位移傳感器,其結(jié)構(gòu)如圖 (a)所示。已知該電容傳感器的輸出電壓是計算題389題圖計算題389題圖(1)求該測量變換系統(tǒng)輸出電壓位移靈敏度是多少?(2)固定電容CF的作用是什么?(注:同心圓筒電容公式 中:L、R、r單位均為cm;相對介電常數(shù)r,對于空氣而言r=1)389解(1)電壓位移靈敏度為(2)CF為參比測量電容,因?yàn)镃X與CF完全相同,故起補(bǔ)償作用可提高測量精度。計算題390題圖390、圖

21、(a)為二極管環(huán)形檢波測量電路。和為差動式電容傳感器,為濾波電容, 為負(fù)載電阻,為限流電阻,是正弦波信號源。設(shè)很大,并且,。計算題390題圖(1)試分析此電路工作原理;(2)畫出輸出端電壓在、三種情況下波形圖。390解:(1)工作原理:為交流信號源,在正、負(fù)周內(nèi)電流的流程如下正半周F點(diǎn) 負(fù)半周B點(diǎn) 由以上分析可知:在一個周期內(nèi),流經(jīng)負(fù)載的電流與有關(guān),與有關(guān)。因此每個周期內(nèi)流過負(fù)載電流是的平均值,并隨和而變化。輸出電壓可以反映和的大小。(2)波形圖如圖3-5(b)所示。由波形圖可求計算題391題圖391、圖(a)為二極管環(huán)形檢波測量電路。和為差動式電容傳感器,為濾波電容, 為負(fù)載電阻,為限流電阻

22、,是正弦波信號源。設(shè)很大,并且,。計算題391題圖試推導(dǎo)的數(shù)學(xué)表達(dá)式391解: ,則 (很大故可化簡可忽略) 輸出電壓平均值 ,式中K為濾波系數(shù)。計算題392題圖392、如圖所示平板式電容位移傳感器。已知:極板尺寸,間隙,極板間介質(zhì)為空氣。求該傳感器靜態(tài)靈敏度;若極板沿方向移動2mm,求此時電容量。計算題392題圖392解:由計算題393題圖393、如圖所示差動式同心圓筒電容傳感器,其可動極筒外徑為9.8mm。定極筒內(nèi)徑為10mm,上下遮蓋長度各為1mm時,試求電容值和。當(dāng)供電電源頻率為60kHz時,求它們的容抗值。計算題393題圖393解:因?yàn)?96、有一只變間距電容傳感元件,兩極板重疊有效

23、面積為,兩極板間距為1mm,已知空氣,試計算該傳感器位移靈敏度。396解:計算題397題圖397、如圖所示為一液體儲罐,采用電容式液面計測液面。已知罐的內(nèi)徑D4.2m,金屬圓柱電容電極直徑d3mm,液位量程H20m,罐內(nèi)含有瓦斯氣,介電常數(shù),液體介電常數(shù)。求:液面計零點(diǎn)遷移電容值和量程電容值。計算題397題圖397解:零點(diǎn)遷移電容是指容器中全部為氣體時的電容值即滿量程電容值指Cmax全部為液體時的電容值全部為氣體時的電容值,即計算題398題圖398、如圖所示二極管環(huán)形電橋檢波測量電路,為恒壓信號源,是差動式電容傳感器,是固定電容,其值,設(shè)二極管正向電阻為零,反向電阻為無窮大,信號輸出經(jīng)低通濾波

24、器取出直流信號。要求:計算題398題圖(1)分析檢波電路測量原理; (2)求橋路輸出信號表達(dá)式; 398解:信號為正半周時,D1、D3導(dǎo)通,負(fù)半周時,D2、D4導(dǎo)通。若C1C2,則eAB=USC0.若C1C2,則由320式又因?yàn)槭遣顒虞敵?,所以計算題399題圖399、 如圖所示二極管環(huán)形檢波測量電路用于電容式液位測量系統(tǒng)。圖中為二極管,設(shè)正向電阻為零,反向電阻無窮大。傳感器電容;為待測液位;旁路電容;調(diào)零電容;并且,、M輸出電流指示。試分析其工作原理,并寫出特性方程式。計算題399題圖399解:當(dāng)電源為正半周時D1、D3導(dǎo)通,D2、D2截止, E2D1C對CH充電,通過CE的電荷為:q1C0(

25、E2E1)CEBD3D對C0充電; 電源在負(fù)半周時,D2、D2導(dǎo)通, D1、D3截止, CHCD2BCEA 放電 通過CE的電荷為:q2CH(E2E1)C0DD4A 放電所以在一個周期內(nèi)通過CE的凈電荷量為q= (q2q1)(CHCx)(E2E1)于是通過M表回路在一個周期內(nèi)釋放的電荷為q =(CHCx)(E2E1)所以,在一個周期內(nèi)通過M表的電流的平均值為:Ifq =(CHCx)(E2E1)*f=CxE *f,式中f為電源的頻率。計算題400題圖400、有一只螺管形差動式電感傳感器如圖 (a)所示。傳感器線圈銅電阻R1R240,電感L1L230mH,現(xiàn)用兩只匹配電阻設(shè)計成4臂等阻抗電橋,如圖

26、 (b)所示。求: 計算題400題圖(1)匹配電阻R1和R2值為多大才能使電壓靈敏度達(dá)到最大值? (2)當(dāng)Z=10時,電源電壓為4V,f=400Hz求電橋輸出電壓值Usc是多少? 400解:(1)對等臂電橋而言,要使電壓靈敏度達(dá)到最大值,要求aZ1/Z2=1,而USCEZ1(Z3+Z4)Z3(Z1+Z2)/(Z1+Z2)(Z3+Z4)=0.2352(V)也可以USCE/2*Z/Z=4*10/85/2=0.234(V)計算題401題圖計算題401題圖402、現(xiàn)有一只差動螺管式電感傳感器如圖 (a)所示,通過實(shí)驗(yàn)測得L1 =L2 = 100 mH,其線圈導(dǎo)線電阻很小可以忽略。已知:電源電壓U=6V

27、,頻率f=400Hz。求:(1)從電壓靈敏度最大考慮設(shè)計四臂交流電橋匹配,橋臂電阻最佳參數(shù)R1和R2應(yīng)該是多大? (2)畫出相應(yīng)四臂交計算題402題圖流電橋電路原理圖。 計算題402題圖(3)當(dāng)輸入?yún)?shù)變化使線圈阻抗變化z=土20時,電橋差動輸出信號電壓USC是多少? 402解:R3R4ZL2f=80*=251.2USCE*Z/Z=620/251.2=0.48(V)電路圖可以參考圖(b)。403、一個鐵氧體環(huán)形磁芯,平均長度為12cm,橫截面面積為1.5 cm2,平均相對磁導(dǎo)率為r= 2000。求: (1)均勻繞線500匝時的電感;(2)匝數(shù)增加1倍時的電感。 403解:當(dāng)線圈繞在這種圓形的磁

28、芯上時,電感的計算公式為 計算題406題圖406、用一電渦流式測振儀測量某機(jī)器主軸的軸向振動。已知傳感器的靈敏度為20mv/mm,最大線性范圍為5mm?,F(xiàn)將傳感器安裝在主軸兩側(cè),如題圖(a)所示,所記錄的振動波形如圖(b)所示。請問:計算題406題圖(1)傳感器與被測金屬的安裝距離L為多少時測量效果教好?(2)軸向振幅的最大值A(chǔ)為多少?(3)主軸振動的基頻f是多少?406解:(1)L,并且超前相角,此時補(bǔ)償可采用如圖所示,在回路中串電位器R與可調(diào)電容C來調(diào)節(jié)。 相量如圖4-4(b)所示。方法是通過調(diào)節(jié)R和C 使=0為差動變壓器輸出。在向量圖上A點(diǎn)在以O(shè)D為半徑的圓上。此時 = =R 以上分析說

29、明差動變壓器的輸出為電壓=0,但由于和相角差仍存在但遠(yuǎn)小于原相角差值,故調(diào)節(jié)結(jié)果,總電流方向由EF,I=-0。為負(fù)半周極性均與(1)中情況相反,此時、截止,、導(dǎo)通電流走向仍分兩回路:右半回路(+)產(chǎn)生電流,由B點(diǎn)C點(diǎn)E點(diǎn)mAF點(diǎn);左半回路(-)產(chǎn)生電流,有F點(diǎn)mAE點(diǎn)C點(diǎn)A點(diǎn)。因?yàn)?,總電流方向仍由EF,I=-0。所以鐵心上移總電流方向是由E2)鐵心下移e2則與er反相位,e2極性情況與(1)相反故分析結(jié)果與正、負(fù)半周均為I0即電流由FE與(1)相反。413、有一壓電晶體,其面積S=3 ,厚度t=0.3 mm,在零度,x切型縱向石英晶體壓電系數(shù)d=2.3110C/N。求受到壓力p=10 MPa

30、作用時產(chǎn)生的電荷q及輸出電壓U。413解:受力F作用后,石英晶體產(chǎn)生電荷量為 q=F=dpS代入數(shù)據(jù)得q= C晶體的電容量 式中 真空介電常數(shù), F/m;石英晶體相對介電常數(shù)。故 F則輸出電壓 V414、某壓電式壓力傳感器為兩片石英晶體并聯(lián),每片厚度t=0.2 mm,圓片半徑r=1cm,4.5,x切型d=2.31 C/N。當(dāng)0.1MP壓力垂直作用于p平面時,求傳感器輸出電荷q和電極間電壓U的值。14解:當(dāng)兩片石英晶體并聯(lián),輸出電荷q為單片的2倍,所以得到 C=145 pC 并聯(lián)總電容為單電容的2倍,得pF所以電極間電壓 V415、分析壓電式加速度計的頻率響應(yīng)特性。若電壓前置放大器測量電路的總電

31、容C=1000 pF,總電阻R=500M,傳感器機(jī)械系統(tǒng)固有頻率 f=30kH,相對阻尼系數(shù)0.5。求幅值誤差小于2%時,其使用的頻率下限為多少?415解:根據(jù)壓電式加速度計頻率響應(yīng)特性可知其下限截止頻率取絕于前置放大器參數(shù),對電壓前置放大器而言,其實(shí)際輸入電壓與理想輸入電壓之比的相對幅頻特性為 式中為作用在壓電元件上的信號角頻率,=2f;RC為前置放大器回路時間常數(shù)。由題意可知當(dāng)時,代入數(shù)據(jù) S,可計算出=10,而 ,所以其輸入信號頻率下限為 f= 416、 已知某壓電式傳感器測量最低信號頻率,現(xiàn)要求在1H信號頻率時其靈敏度下降不超過5%,若采用電壓前置放大器輸入回路總電容。求該前置放大器輸入總電阻是多少解:根據(jù)電壓前置放大器實(shí)際輸入電壓與理想輸入電壓

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