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1、第 1 章 传感与检测技术的理论基础 第一章 作业作业1:1-1，1-3，1-5，1-6作业2:p26 1-10 1-11例题 p11例1-1 p13例1-2 p17例1-3作业3 P27 1-13 1-14 1-15例题 p22例1-5 例题是否做在作业本，可以自定。但是会可能抽到作为考试题。1第 1 章 传感与检测技术的理论基础 第二章 作业作业1:p38 2-1，2-4（参考，不做到作业本），2-5作业2:p39 2-6 2-7 2-8例题是否做在作业本，可以自定。但是会可能抽到作为考试题。2第 1 章 传感与检测技术的理论基础 作业题选讲P39 2-5已知测温传感器的微分方程：被测介质
2、温度从t1=25C突然变化到300 C，测温传感器时间常数0=120s，确定经过350s后的动态误差。解解以25C作为0状态，则温度突变可以表达为微分方程可以表达为方程的解为本题要注意弄清楚那些是激励，那些是响应，激励的形式是怎样的。3第 1 章 传感与检测技术的理论基础 方程的解为当=350s代入得考虑初始条件，传感器视值为这时的动态误差为：这时的动态误差为：4第 1 章 传感与检测技术的理论基础 P39 2-6题解分析：本题属于传感器频率特性分析。根据一阶系统的频率特性：归一化幅频特性:相频特性：根据已知条件由题意可知：5第 1 章 传感与检测技术的理论基础 所以，如果要保证误差在5%以内
3、，时间常数应取0.52ms以下。6第 1 章 传感与检测技术的理论基础 如果传感器测量的传感量频率为50Hz,则幅度误差为注意：这是相对误差相位误差为7第 1 章 传感与检测技术的理论基础 P39 题题2-7解解这是一个二阶力传感系统，已知传感器的固有频率fn=800Hz,阻尼比=0.141、测试400Hz的正弦力时，求其幅度和相位8第 1 章 传感与检测技术的理论基础 9第 1 章 传感与检测技术的理论基础 2、如果将阻尼比改为=0.7，则10第 1 章 传感与检测技术的理论基础 对照两组数据阻尼比较大时，会抑制谐振，降低幅度，这时幅度误差减少，但同时会使相位移增大(相位误差较大)。误差较大
4、误差较小11第 1 章 传感与检测技术的理论基础 P39 习题习题2-8解：两边平方并移项令则12第 1 章 传感与检测技术的理论基础 习题2-8舍去负根有传感器的工作频率范围是13第 1 章 传感与检测技术的理论基础 第三章作业 P60 3-4 ，3-5(1)(2)P60 3-914第 1 章 传感与检测技术的理论基础 第三章作业解答P60 3-4 在等截面的悬梁臂上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥电路，试问：（1）四个应变片应该怎样粘贴在悬臂梁上？（2）画出相应的电桥电路。解R1R2R3R4粘贴方法如图所示：上面两片应变相同；下面两片应变相同；上下应变相反。15第 1 章 传感
5、与检测技术的理论基础 R1R2R3R4相应的差动电桥电路如下：UUoR4R3R2R116第 1 章 传感与检测技术的理论基础 P61 3-5(1)(3)EUoR3R2R4R1+-图中E=4V,R1=R2=R3=R4=120 求（1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1=1.2时，输出电压Uo=?（3）R1,R2为金属应变片，感受应变极性相反。当:R1=R2=1.2时，输出电压Uo=?17第 1 章 传感与检测技术的理论基础 P61 3-5(1)(3)EUoR3R2R4R1+-图中E=4V,R1=R2=R3=R4=120 求解：（1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1=1.2时，输出电
6、压Uo=?（负号表示R1增大时输出电压为负）18第 1 章 传感与检测技术的理论基础 P61 3-5(1)(3)EUoR3R2R4R1+-图中E=4V,R1=R2=R3=R4=120 求解：（3）R1,R2为金属应变片，感受应变极性相反。当:R1=R2=1.2时，输出电压Uo=?19第 1 章 传感与检测技术的理论基础 已知:应变片电阻R=120,材料是康铜碳素钢弹性模量E=200X109Pa试件直径10mm，材料是10#优质碳素钢应变片允许通过的最大电流为30mA试件受到的力为100N求单臂电桥输出的最大可能电压P60 3-9解 试件受到的应力和应变的关系应力=弹性模量X应变20第 1 章
7、传感与检测技术的理论基础 应变片输出与应变的关系为：查表3-1可知康铜的k0=1.9-2.1,这里取2；F=100N,r=10/2mm;E=200X109Pa21第 1 章 传感与检测技术的理论基础 UiUoRRRR+R+-Im=30mA22第 1 章 传感与检测技术的理论基础 第四章作业1 解答P84 4-2 变隙电感传感器的输出特性与哪些因素有关？怎样改善其非线性？怎样提高灵敏度？Ans:变隙电感传感器的输出特性和两个因素有关：（1）初始电感量L0;(2)初始间隙0。改善其非线性和灵敏度，可以用差动结构来改进。P84 4-2 ，4-823第 1 章 传感与检测技术的理论基础 P84 4-8
8、 已知变隙电感传感器铁芯横截面积为A=1.5cm2,磁路长度为L=20cm.相对导磁率为r=5000.气隙0=0.5cm;=0.1mm;真空导磁率0=4X10-7H/m;线圈的匝数是W=3000,求单端式传感器的灵敏度L/.若做成差动式结构，灵敏度将如何变化？解：线圈的电感为：24第 1 章 传感与检测技术的理论基础 由若做成差动结构，则灵敏度增大1倍25第 1 章 传感与检测技术的理论基础 第五章作业 P100 5-7 ，5-9P100 5-7有一平面直线位移差动传感器，其测量电路采用变压器交流电桥，结构组成如图所示。电容器起始时a1=a2=2cm,极距等于d=2 mm,极间介质为空气。测量
9、电路中u1=3sint V,且u=u1。试求当动极板上输入一位移x=5mm,电桥的输出电压uo。C1C2a1a2dx26第 1 章 传感与检测技术的理论基础 C1C2a1a2dx解x=0时27第 1 章 传感与检测技术的理论基础 28第 1 章 传感与检测技术的理论基础 29第 1 章 传感与检测技术的理论基础 第五章作业 C1C2a1a2dx30第 1 章 传感与检测技术的理论基础 5-9 简述差动式电容测厚传感器系统的工作原理。Ans:其工作与原理是在被测带材的上下面各置一块面积相等，与带材距离相等的极板。这样带材和上下两块极板就构成2个电容。如果带材的厚度发生变化，将引起电容量的变化。通过交流电桥，将电容的变化测出来，经过放大后由电表指示测量的结果。31第 1 章 传感与检测技术的理论基础 第八章作业 P148 6-1 ，6-332