随时间变化时传感器的响应特性。主要的分析方法有:瞬态响应法(又称时域分析法),相应的性能指标有时间常数τ、延迟时间td、
上升时间tr、超调量σ和衰减比d等;频率响应法,相应的性能指标有通频带ω、工作频带ω0。95、时间
常数τ、固有频率ω
、跟随角φ0。70等。
第三章应变式传感器
1什么叫应变效应?利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
答:在外力作用下,导体或半导体材料产生机械变形,从而引起材料电阻值发生相应变化的现象,称为
dRK
应变效应。其表达式为R
,式中K为材料的应变灵敏系数,当应变材料为金属或合金时,在
dR弹性极限内K为常数。金属电阻应变片的电阻相对变化量R与金属材料的轴向应变成正比,因此,利用电阻应变片,可以将被测物体的应变转换成与之成正比关系的电阻相对变化量,这就是金属电阻
应变片的工作原理。2试述应变片温度误差的概念,产生原因和补偿办法。
答:由于测量现场环境温度偏离应变片标定温度而给测量带来的附加误差,称为应变片温度误差。产生应变片温度误差的主要原因有:⑴由于电阻丝温度系数的存在,当温度改变时,应变片的标
称电阻值发生变化。⑵当试件与与电阻丝材料的线膨胀系数不同时,由于温度的变化而引起的附加变形,使应变片产生附加电阻。
电阻应变片的温度补偿方法有线路补偿法和应变片自补偿法两大类。电桥补偿法是最常用且效果较好的线路补偿法,应变片自补偿法是采用温度自补偿应变片或双金属线栅应变片来代替一般应变片,使之兼顾温度补偿作用。
3什么是直流电桥?若按桥臂工作方式不同,可分为哪几种?各自的输出电压如何计算?答:如题图33所示电路为电桥电路。若电桥电路的工作电源E为直流电源,则该电桥称为直流电桥。
按应变所在电桥不同的工作桥臂,电桥可分为:
⑴单臂电桥,R1为电阻应变片,R2、R3、R4为电桥固定电阻。
U0
其输出压为
E4
R1R1
⑵差动半桥电路,R1、R2为两个所受应变方向相反的应变片,
题图33直流电桥
R3、R4
U0
为电桥固定电阻。其输出电压为:
E2
R1R1
⑶差动全桥电路,R1、R2、R3、R4均为电阻应变片,且相邻两桥
U0
臂应变片所受应变方向相反。其输出电压为:
E
R1R1
4.拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路,试问:
f1四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上?2画出相应的电桥电路图。
答:①如题图34a所示等截面悬梁臂,在外力F作用下,悬梁臂产生变形,梁的上表面受到拉应变,
而梁的r