第8章典型非电参量的测试方法

第8章 典型非电参量的测试方法
1、有一测量吊车起吊重物的拉力传感器如图所示。

1R 、3R 、2R 、4R 贴在等截
面轴上。

已知等截面轴的截面积为20.00196m ，弹性模量E 为1122.010N m ⨯，泊松比为0.30。

1R 、3R 、2R 、4R 标称阻值均为120Ω，灵敏度为2.0，他们组合桥如图b 所示，桥路电压为2V ，测得输出电压为2.6mV 。

求： 1）等截面轴的纵向及横向应变。

2）重物m 有多少吨？
2、有一应变式等强度悬臂梁式力传感器，如图所示。

假设悬臂梁的热膨胀系数与应变片中的电阻热膨胀系数相等，12R R =，构成半桥双臂电路。

1）求证：该传感器具有温度补偿功能；2）设悬臂梁的厚度0.5mn δ=，长度015mn l =，固定端的宽度18b mn =，材料的弹性模量522.010E N m =⨯，桥路的输入电压
2i V U =，输出电压为1.0mV ，K ＝2.0。

求作用力F 。

测量吊车起吊重物重量的拉力传感器示意图
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3、下图所示为一直流电桥，供电电源电动势3=E V ，Ω==10043R R ，1R 和2R 为相同型号的电阻应变片，其电阻均为Ω100，灵敏度系数K =2.0。

两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。

设等强度梁在受力后产生的应变为5000με，试求此时电桥输出端电压O U 。

4、哪些类型的传感器适合于100mm 以上的大量程位移测量？哪些类型的传感器适合高精度微小位移的测量？
5、根据频率调制原理，设计一个用光纤传感器测试石油管道中原油流速的系统，并叙述其工作原理。

6、选择合适的传感器:(1)现有激磁频率为2.5kHZ 的差动变压器式测振传感器 和固有频率为50HZ 的磁电式测振传感器各一只,欲测频率为400～500HZ 的振 动,应选哪一种?为什么?(2)有两只压电式加速度传感器,固有频率分别为30HZ
和
50HZ,阻尼比均为0.5,欲测频率为15HZ 的振动,应选哪一只?为什么?
应变式等强度悬臂梁力传感器
7、如图所示是用压电式传感器和电荷放大器测量某种机器的振动，已知传感器
的灵敏度为100pG/g，电荷放大器的反馈电容Cf=0.01uF,测得输出电压峰值为Uom=0.4V,振动频率为100Hz。

1）求机器振动的加速度最大值
am(m/s2);
2)假定振动为正弦波，求振动的速度v(t)；
3）求出振动的幅度的最大值xm0
8、请你依据已学过的知识设计一个超声波液位
计（画出原理框图，并简要说明它的工作原理、优缺点）。

压电式加速度传感器测振示意图
1－传感器2－机器3－底座。