传感作业与毛概.doc

{第2章}1.应变片是由哪几部分组成的？其核心部分是什么？ 应变片是由敏感栅、基片、覆盖层和引线等部分组成。其核心部件是敏感栅。 2.什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片工作原理？ 导电材料因变形而引起电阻变化的现象称为应变效应。 设有一段长为l，截面积为A，电阻率为的电阻丝，其电阻值为，当它受到轴向力而被拉伸或压缩时，电阻相对变化值为 对于金属材料而言应变系数主要受尺寸的影响，可通过实验确定。 3.金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何异同？ 金属应变计和半导体应变计都满足应变效应的表达式，即导体受力后电阻变化是由于尺寸变化和电阻率变化而引起的。但它们受力后引起电阻变化的内在机理有很大的不同。对于金属材料主要是由于尺寸变化引起的，可通过实验的方法来确定应变灵敏系数。对于半导体材料，受力后电阻变化主要是由于电阻率变化引起的。 4.简要说明应变式传感器的构成和主要用途？ 电阻应变片式传感器优敏感栅、基片、覆盖层和引线等部分组成。目前用于测量力、力矩、压力、加速度、质量等参数。 6.应变片在使用时，为什么会产生温度误差？如何减小它？ 造成温度误差产生的原因有： 1）电阻热效应 敏感栅电阻丝自身阻值随温度变化而变化。其阻值与温度的关系为 由于温度变化而带来的电阻变化为 2）.敏感栅与被测量件热膨胀失配 应变片工作时，粘贴在被测量件表面上，若被测量件与应变丝的材料线膨胀系数不一致，使应变丝产生附加变形，从而造成电阻的变化。电阻的变化量为 综上所述，由于温度变化而引起的总的电阻变化量为 折合成相应的应变量为（称为虚假视应变）为 减小温度误差的办法有：1）自补偿法：这种方法通过合理选配敏感栅材料和结构参数来实现热输出补偿的。2）桥路补偿法：采用补偿应变片和采用差分技术。 8.何谓半导体的压阻效应？ 沿一块半导体某一轴向施加一定应力时，除了产生一定应变外，材料的电阻率也要发生变化，这种现象称为压阻效应。 9.有一金属电阻应变片，其灵敏系数为K=2.0，初始电阻值为120Ω，将应变片粘贴在悬臂梁上，悬梁臂受力后，使应变片阻值增加了1.2Ω，问悬臂梁感受到的应变为多少？ 解：因为，所以 10.电阻应变片的灵敏系数K=2，沿纵向粘贴于直径为0.05m的圆形钢柱表面，钢材的E=2×，。求钢柱受10t拉力作用时，应变片电阻的相对变化量。又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴，受同样拉力作用时，应变片电阻的相对变化量为多少？ 解：1） 2) 11.解：由于 又因为，所以 所以 又因为， 所以 {第3章}1.说明单线圈和差分变磁阻式电感传感器的主要组成、工作原理和基本特性。 单线圈型电感传感器的主要组成部分有线圈、铁心和衔铁三部分，铁心和衔铁由导磁材料制成，在铁心和衔铁之间有气隙。单线圈电感传感器通过改变气隙厚度、铁心和衔铁的相对覆盖面积等造成磁阻变化。其基本特性是结构简单，工作可靠，寿命长。 差分变磁阻式电感传感器由两个完全相同的传感器线圈共用一个衔铁，其他部件与单线圈电感传感器完全相同。其工作原理是当被测体带动衔铁移动时，使两个磁陆的磁阻发生大小相等、符号相反的变化，引起两线圈产生大小相等、极性相反的电感增量，当将它们接入差分电路的相邻桥臂时，电桥输出电压与两线圈电感的总变化量有关。差分式结构除了可以改善线性、提高灵敏度外，对温度变化，电源频率变化等的影响也可进行补偿，从而减少了外界影响造成的影响。 4.电感式传感器的测量电路的主要任务是什么？变压器式电桥和带相敏整流的交流电桥，谁能更好的完成这一任务？ 交流电桥是电感式传感器的主要测量电路，它的作用是将线圈电感的变化转换成电桥电路的电压或电流输出。 带相敏桥式整流的交流电桥可以比较好的完成这一任务。 9.什么叫电涡流效应？ 金属导体置于变化着的磁场中，导体就会产生感应电流，这种电流象水中漩涡那样在导体内转圈，所以称之为电涡流或涡流，这种现象就称为涡流效应。 11.电涡流式传感器测厚度的原理是什么？具有哪些特点？ 当金属板的厚度变化时，传感器与金属板间距离改变，从而引起输出电压的变化。由于在工作过程中金属板会上下波动，这将影响其测量精度，因此常用比较的方法测量，在板的上下各安装一个电涡流式传感器，如下图所示，其距离为D，而它们的板上下表面分别相距为和，这样板厚为 当两个传感器在工作时分别测得和，转换成电压值