参考学习资料 能源 3作业 - 副本.doc

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作业

3.1压力的力学测量方法

1，U形管压力计可测正压、负压和真空度，测量原理与管内液体的密度和当地重力加速有关，因此测量时需要考虑海拔高度、环境温度、地球半径的影响。在使用过程中还应注意必须同时读取两边玻璃管的液面高度，不允许只读取一边玻璃管的数值乘二的做法，请解释这样做的原因？

2，弹性式压力计（例如弹簧管压力计）会产生迟滞误差、后效误差、间隙误差、摩擦误差、温度误差，请解释什么是弹性式压力计的迟滞误差、后效误差和温度误差？

3，压力的力学测量方法不能测量随时间变化很快的动态压力，动态压力的测量问题，需采用压力的电测技术。请举出至少三个压力的力学测量方法和至少三个压力的电学测量方法的例子。

3.2压力的电学测量方法

3.2.1

4，电阻应变式压力传感器测量压力的原理是什么？

5，在运用应变式传感器进行压力测量时，由压力所产生的应变实际上非常小，所以由应变引起的电阻变化也就非常小。因此必须排除其它造成电阻值变化的干扰因素，其中由温度变化引起电阻值的变化，不均匀温度场引起电阻值的变化对测量影响最大。试简述温度主要从那些方面影响测量的确准度？有哪些补偿措施？

6，填图题。在运用应变式传感器进行压力测量时，由温度引起的电阻变化对测量影响很大，严重时会使整个测量都失去了意义，因此要考虑采用温度补偿措施来消除因温度变化引起的相对误差。下图为采用全桥连接的惠斯顿桥路，在电路中采用了4个测量应变片，两片在正应变区，两片在负应变区，输出信号为：，R1和R4的安装如图(b)所示，请在本题图(c)中标明R2和R3，并解释这样做的理由？

题6图全桥连接的惠斯通桥路补偿法

题6图全桥连接的惠斯通桥路补偿法

(a)电路图

(b)R1和R4的安装

(c)请在该图上标出R2和R3

3.2.2

7，什么是压阻效应？

8，应变式压力传感器与压阻式压力传感器在原理上的主要区别是什么？

9，判断题：半导体应变片的压阻效应具有各向异性特性，例如对于单晶硅半导体，当应力沿[111]晶轴方向时，P型硅半导体能得到最大的压阻效应。

10，判断题：半导体应变片的压阻效应具有各向异性特性，例如对于单晶硅半导体，当应力沿[110]晶轴方向时，N型硅半导体能得到最大的压阻效应。

11，简述扩散型半导体应变片压阻式压力传感器的工作原理？

12，填图题。采用扩散方法和集成电路工业在硅膜片上制成的四个电阻如下图(a)所示，其受力后所产生的径向应变?r和切向应变?t如下图(b)所示。试在下图(c)的惠斯顿电桥上标出上述四个电阻，并解释这样做的理由？

题12图规模片压力传感器原理

题12图规模片压力传感器原理

(a)四个电阻分布

平膜片

(b)硅模片应变分布

(c)请将四个电阻在惠斯顿电桥上标出

3.2.3电感式

13，单绕组电感变换器原理如下图所示，其电感L为：，式中：W为线圈匝数；S为气隙截面积，m2；?为气隙长度，m；?0为空气导磁率，一般情况下?0=4?×10-7H/m。通过回路的磁通量为：，式中I为线圈电流。根据法拉第电磁感应定律，磁通量发生变化时所产生的感应电动势为：。根据欧姆定律，通过线圈的电流是由输入电压和感应电动势决定的：，因此有，据此分析单绕组自感式变换器测量压力的原理，并指出该测量方式的缺点以及改进措施。

题13图单绕组电感变换器原理

题13图单绕组电感变换器原理

(b)等效电路

(a)结构示意图