板环式拉力传感器

测试技术与信息处理试题题库

测量技术基础试题一、填空题（25分，每空1分）1．时间常数τ是一阶传感器动态特性参数，时间常数τ越小，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线。

2．满足测试装臵不失真测试的频域条件是幅频特性为一常数和相频特性与频率成线性关系。

3．电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。

4．信号当时间尺度在压缩时，则其频带变宽其幅值变小。

5．当测量较小应变值时，应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料电阻率的相对变化来决定。

6．电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度，且能改善或消除非线性。

7. 电涡流传感器是利用金属材料的电涡流效应工作，可分为低频透射式和高频反射式两种，其中前者常用于材料厚度的测量。

8．在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为调制波，载送低频信号的高频振荡信号称为载波，将经过调制过程所得的高频振荡波称为已调制波。

9．已知()t t x ωsin 12=，()t δ为单位脉冲函数，则积分()⎰∞+∞-⎪⎭⎫⎝⎛-⋅dt t t x ωδ2π= 12 。

10．已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20，若测得感应电动势的频率为300Hz ，则被测轴的转速为900r/min 。

11. RC低通滤波器中的RC值越大，则其上限截止频率越小。

12. 频率混叠是由于采样频率过低引起的，泄漏则是由于信号截断所引起的。

二、选择题（15分，每题1.5分）1．离散、周期的时域信号频谱的特点是（C ）的。

A非周期、离散B非周期、连续C、周期、离散D周期、连续2．按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是（C ）。

A 电阻传感器B 电感传感器C 光电传感器D 电容传感器3．变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（B ）材料制成。

电力覆冰监测拉力传感器的研制

济损失，甚至威胁到人民的生命安全，因此，加强对输电线路覆冰的监测，对电力系统的稳定安全运行具有重大的意义。

目前覆冰在线监测方法主要有光纤传感法、图像监测法、导线温度倾角法、称重法。

其中应用最广泛的是称重法：通过力传感器替代绝缘子的球头挂环，利用拉力传感器测量覆冰导线载荷。

本文设计的拉力传感器是基于应变片形变的原理，通过对拉力模拟信号的数字转化，并将数据发送到终端，用于实时监测输电线路覆冰情况。

该传感器具有安装方便，高强度、体积小、长寿命，能适应恶劣环境等特点。

1 设计原理拉力传感器又叫电阻应变式传感器，隶属于称重传感器系列，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。

该传感器由弹性体、电阻应变片、硬件电路和软件电路组成。

其设计原理是弹性体在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值也发生变化（增大或减小），应变片接成惠斯顿桥路，由于载荷的作用而产生电压信号的输出，最终完成了将外力变换为电信号的过程。

本文设计的拉力传感器的测试电路实现的功能为采集拉力信号（电压），并对电压信号进行滤波电路处理后，通2 结构设计拉力传感器有S型拉力传感器、板环式拉力传感器和柱式拉力传感器。

为了提高拉力测量的精度和疲劳强度，结合柱式结构和板环结构的优点，设计了一种用于电阻应变片的圆型槽结构，如图2所示。

电阻应变片分别安装在上、下表面的圆形槽内，用固定胶密封。

3 电路设计■3.1 电源管理电路电源管理电路是指提供给用电设备电力供应的电源部分的电路设计，考虑到电路中的芯片需要3.3V和5V的供电，选用L78L33ABUTR芯片（U1），固定输出3.3V，为单片机、A/D转换芯片提供电源；L7805ABUTR芯片（U2），固定输出5V，为RS-485接口输出提供电源。

由于本次设计的拉力传感器用于输电线路覆冰监测，所处环境恶劣，其温度稳定性和抗噪声性能直接影响整个电路系统的精度和性能，同时该传感器有模拟量采集，为了避免电压变化时模拟量采样发生漂移和严重偏离实际输入，因此需要应用基准电压单片机控制电路RS-485接口电路A/D转换电路图2 拉力传感器结构设计图68 | 电子制作 2020年02-03月www�ele169�com | 69源，选用ADR02ASZ 芯片，10V 供电，固定输出5V 电压基准，精度±0.1%。

传统传感器

应变片图
二.电容式传感器
1.原理
s 平板式电容： C
s ε：介质介电常数 s ：极板面积 δ ：极板间距离 δ ε
2.分类

s 平板式电容： C
变间隙电容传感器
两极板相互覆盖面积及极间介质不变，当两极板在被测参数作用下发生位移，引起电容量变化. 变间隙式一般用于微小位移的测量（小至：0.01微米）。
振动、偏心位置、膨胀
冲击、变形轴向窜动
弯曲、波动变形
偏心、直径同心度
阀门位移活塞移动
压缩机叶片间隙、转速
厚度、轮廓
电容式厚度传感器
原理：变介质型变极距型；特点：非接触式测量应用：纸张、绝缘薄膜等
其他应用
各种电容式传感器
电容式接近开关
电容式变送器
电容式指纹传感器
差压传感器
电容式指纹传感器

定极板动极板差动式变间隙型电容传感器
C1 d1
C2 d2
灵敏度提高一倍，非线性降低。
定极板
变面积电容传感器
s 平板式电容： C
常用的有角位移型和线位移
型两种。与变间隙型相比，适用于较大角位移及直线位移的测量。一般情况下，变截面积型电容式传感器常做成圆柱形。
s 平板式电容： C 变介电常数电容传感器
四.压电式传感器
１.原理

顺压电效应：一些电介质，在受到一定方向的外力作用而变形时，内部产生极化现象，而在其表面产生电荷，当去掉外力后，又重新回到不带电状态，这种将机械能转换成电能的现象，称为顺压电效应，又称为压电效应。逆压电效应：当在电介质极化方向施加电场时，电介质在一定方向上产生机械变形，内部出现机械应力，这种将电能转换成机械能的现象称“逆压电效应”,又称为电致伸缩效应。

环式力传感器

环式力传感器是拉力传感器大类中的一个分支，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。

广泛应用于各种电子汽车衡，轨道衡，平台秤，料斗秤及其它各种称重、测力的场合。

为此，蚌埠高灵传感系统工程有限公司为大家总结了相关环式力传感器信息，希望能够为大家带来帮助。

板环式拉力传感器的工作原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。

板环式拉力传感器的优点是量程大，结构简单，易于使用，频响特性好，能在恶劣条件下工作。

因此它广泛应用于起重、起吊行业中。

原则要求：1.为保证机械设备经常处于良好的技术状态，随时可以投入运行，减少故障停机日，提高机械完好率、利用率，减少机械磨损，延长机械使用寿命，降低机械运行和维修成本确保安全生产，必须强化对机械设备的维护保养工作。

2.机械保养必须贯彻“养修并重，预防为主”的原则，做到定期保养、强制进行，正确处理使用、保养和修理的关系，不允许只用不养，只修不养。

3.各班组必须按机械保养规程、保养类别做好各类机械的保养工作，不得无故拖延，特殊情况需经分管专工批准后方可延期保养，但一般不得超过规定保养间隔期的一半。

4.保养机械要保证质量，按规定项目和要求逐项进行，不得漏保或不保。

保养项目、保养质量和保养中发现的问题应作好记录，报本部门专工。

蚌埠高灵传感系统工程有限公司是多年专业研发和制造各类力敏传感器及其应用仪器仪表,自动化控制系统的国家备案的高新技术企业和省级民营科技企业。

企业注册资本800万元，占地面积5280m2。

年生产能力：各种力敏传感器50万只，应用仪器仪表20万台。

近年来，企业的主导产品产量、主营业务收入、利税总额三项主要经济指标连续翻番。

09年企业被省经信委列入全省1000家可持续发展扶持企业，并列入蚌埠市统计的规模以上电子信息产品制造企业，列入安徽省和蚌埠市电子信息产业发展骨干企业。

称重传感器选型

三．传感器分类
1.拉压两用传感器（即可单独测拉力或压力，也可以同时测拉压力）型号为： CXL-101(S 型) .CXL-102/CXH-118(柱式).CXL-110/CXL-119(筒式).CXH-117(轮辐式)
2.测压力荷重,型号为 CXH-103(轮辐式).CXH-106/CXH-109(油田专用).CXZ-107(轴销式),CXH-108(桥式).CXZ-111(轴承座
式).CXH-112/CXH-129(筒式).CXH-116/CXH-120(组合式).CXH-125(膜合).CXH-127(微型).CXH-126(柱式).TJP-2(台式) 3.测钢丝绳拉力.型号为 CXH-105 /CXZ-111(轴承座式) 4.悬臂式压力测量.型号为 CXH-104.CXH-115.CXH-128. CXH-114(波纹管式). 5.测旁压张力.型号为 CXH-105
应用于高湿度环境，具有优越的抗扭抗侧抗偏载能力。应
用于皮带秤，料斗秤，机电结合秤，吊钩秤及各种工程装置的测力
技术指标：指标名称
性能指标
测量范围
0～5kg-10T
电源电压及输出灵敏度精度 10V DC
输出：≈1.5mV/V
24 V DC
输出：电流信号 4~20mA，电压信号 1~5VDC
精度
±0.1 % F· S， ±0.2 % F· S ， ±0.5 % F· S
动控制设备接口或与计算机联网，变送器具备标准信号外调零，外调增益功能。
（1）传感器接线图
（2）二线制电流变送器接线图（3）三线制电流、电压、变送器接线图
二、使用说明
1. 传感器与放大器配接图
信号+黄
黄
传信号-白

力敏传感器

液体表面张力系数的测定液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数．测量液体的表面张力系数有多种方法，拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一．该方法的特点是，用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量方法直观，概念清楚．用拉脱法测量液体表面张力，对测量力的仪器要求较高，由于用拉脱法测量液体表面的张力约在1×10-3～1×10-2 N之间，因此需要有一种量程范围较小，灵敏度高，且稳定性好的测量力的仪器．近年来，新发展的硅压阻式力敏传感器张力测定仪正好能满足测量液体表面张力的需要，它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高，稳定性好，且可数字信号显示，利于计算机实时测量，为了能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解，在对水进行测量以后，再对不同浓度的酒精溶液进行测量，这样可以明显观察到表面张力系数随液体浓度的变化而变化的现象，从而对这个概念加深理解。

[实验目的]1．用拉脱法测量室温下液体的表面张力系数2．学习力敏传感器的定标方法[实验原理]测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力，求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法．若金属片为环状吊片时，考虑一级近似，可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长，即F=α·π(D1十D2) （1）式中，F为脱离力，D1，D2分别为圆环的外径和内径，α为液体的表面张力系数．硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥，当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，此时将有电压信号输出，输出电压大小与所加外力成正此，即△U=KF （2）式中，F为外力的大小，K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，△U为传感器输出电压的大小。

[实验装置]1.结构图图1 结构图1、水平调节螺丝2、升降螺丝3、玻璃器皿4、吊环5、力敏传感器6、支架7、固定螺丝8、航空插头9、底座 10、数字电压表 11、调零图2为实验装置图,其中,液体表面张力测定仪包括硅扩散电阻非平衡电桥的电源和测量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表．其他装置包括铁架台,微调升降台,装有力敏传感器的固定杆,盛液体的玻璃皿和圆环形吊片,实验证明,当环的直径在3cm附近而液体和金属环接触的接触角近似为零时.运用公式(1)测量各种液体的表面张力系数的结果较为正确。

应变式传感器常见故障原因分析

综采支架下方及安全技术措施（一）地面支架解体副斜井为斜井下放物料，为了进一步保证工期安全顺利进行，将在平地解体支架。

地面支架解体起调采用32T航吊，将液压支架拆卸为顶梁、前探梁，四立柱，底座三大部分，分别装平板车运输。

具体解体步骤如下：1、用30mm钢丝绳一端固定在顶梁上，另一端固定在32T航吊吊钩上。

2、航吊开始起吊，起吊至钢丝绳拉紧，停止起吊。

3、拆卸工将顶梁和前探梁连接管路全部拆除，拆除后将管路接头全部封堵，并固定在底座上。

4、拆卸工再将顶梁连接销拆除，拆除后，进行起吊。

5、航吊将顶梁吊至平板车上，用18.5mm钢丝绳捆绑固定。

6、用18.5mm钢丝绳一端固定在立柱抱卡上，将立柱抱卡卡住立柱，另一端固定在航吊吊钩上。

7、航吊开始起吊，起吊至钢丝绳拉紧，停止起吊。

8、拆卸工再将立柱连接销拆除，拆除后，进行起吊。

9、航吊将立柱吊至平板车上，用18.5mm的钢筋捆绑固定。

10、用30mm钢丝绳一端固定在带底座的支架上，另一端固定在32T航吊吊钩上。

11、航吊将带底座的支架吊至平板车上，用30*120专用螺丝固定。

（二）、支架解体、起吊、固定的安全技术措施1、支架解体、起吊、固定前必须由专职安全员，现场确认安全之后，才可开始作业。

2、起吊钢丝绳必须提前检查好，必须打设牢固可靠，无断丝、断股现象。

起吊钢丝绳与大型配件和吊钩的连接必须牢固可靠。

3、解体时，必须要有专人负责拆卸配件的稳定，防止拆卸配件旋转伤人。

4、解体后的管路，必须要有专人负责封口，并用8#铁丝固定牢靠。

5、拆卸的小型配件，必须要有专人负责统一整理保存。

6、每架拆卸的所有配件必须进行编号，且编号一致，以便于安装。

7、航吊起吊时，由专职领导组成员采用口哨指挥，航吊附近10米范围以内严禁有人活动。

8、航吊往平板车上下放时，平板车必须前后卡死，防止平板车摆动伤人。

9、大型配件与平板车固定螺丝和钢筋必须牢固可靠。

10、每步作业必须要有专职专岗人员检查工程质量，起吊连接点是否牢固可靠；起吊钢丝绳是否完好；支架拆卸管路是否固定结实，管口是否封堵严实；平板车装车是否平稳可靠等。

S型称重传感器工作原理及安装方法

S型称重传感器S型称重传感器尺寸S型称重传感器工作原理传感器基于这样一个原理：弹性体(弹性元件，敏感梁)在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小)，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)，从而完成了将外力变换为电信号的过程。

S型称重传感器有哪些优势？S型称重传感器，器如其名，S型传感器。

这种传感器具有拉压两用的功能。

拉力和压力两者都能测量。

在很多工业自动化设备上能够得到广泛的应用。

S型称重传感器体积一般较小，量程也不是特别大，100KG到500KG之间是比较比较常见的。

这种传感器的主材是合金钢，性价比让这种传感器在市场受到大部分客户群体青睐。

S型称重传感器其抗偏载能力方面，在众多传感器当中也是名列前茅的。

他的优势是精度高，测量范围好，安装方便。

就在包装行业得到很多的应用。

S型称重传感器安装方法1、根据所需工作环境来选定合适的传感器量程以及确定所用传感器的额定载荷，称重传感器虽然本身具备一定的过载能力，但在安装和使用过程中应尽量避免此种情况。

有时短时间的超载，也可能会造成传感器永久损坏。

2、称重传感器要轻拿轻放，尤其对于用合金铝材料作为弹性体的小容量传感器，任何振动造成的冲击或者跌落，都很有可能造成很大的输出误差。

3、安装前按说明书要求接线，常用接线方式：红色为电源正极，接到EXC+上，黑线为电源负极，接到EXC-上，绿线为信号正极，接到SIG+上，白线为信号负极，接到SIG-上，蓝线为反馈正极，接到SEN+上，黄线为反馈负极，接到SEN-上，各厂家出厂时线颜色可能不一样，具体请按说明书接线，4、传感器外壳、保护盖板、引线接头均经密封处理，不可随意打开，电缆线不宜自行加长，因为传感器电缆线在出厂时按输出电阻值调整过，自行加长或减短会影响到传感器输出电阻，为影响整个传感器精度，如果实在确实需加长时应在接头处锡焊，并加防潮密封胶，重新加电阻进行调整达到出厂时的默认输出电阻，5、传感器的电缆线应远离强动力电源线或有脉冲波的场所，这样可以减少现场干扰源对传感器信号输出，减少误差，提高精度。

板环式的拉力传感器

板环式拉力传感器的工作原理:弹性体(弹性元件，敏感梁)在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形。

下面就由板环式的拉力传感器厂家高灵传感为大家详细介绍下该设备的相关常识，帮助大家对该产品有较全面的认识。

CFBLBH板环式拉力传感器该产品采用板环式结构，圆弧截面的环连接，安装简便，具有有约密封性能。

适用于各种电子汽车衡、轨道衡、平台秤及其它各种称重、测力的场合。

一、CFBLBH板环式拉力传感器的外形尺寸简图：
二、CFBLBH板环式拉力传感器重要的技术指标，如下图：
蚌埠高灵传感系统工程有限公司在自主创新的基础上开发生产出力敏系列各类传感器上百个品种，各种应用仪器仪表和系统，以及各种起重机械超载保护装置，可以广泛应用于油田、化工、汽车、起重机械、建设、建材、机械加工、热电、军工、交通等领域。

公司除大规模生产各种规格的高精度、高稳定性、高可靠性常规产品外,还可根据用户具体要求设计特殊的非标传感器,以满足用户的特殊要求。

如果您想进一步的了解，可以直接点击官网高灵传感进行在线了解。

拉力传感器常见故障的原因

往往出现这样的问题，客户会抱怨拉力传感器质量的问题，其实不是传感器质量的问题而是你在使用拉力传感器的时候没有注意很关键的的问题。

可能人们往往会忽视这个问题，就是新买回来的拉力传感器没有去校准就直接使用。

这样做是不正确的，更换拉力传感器后应该用标准砝码或环形测力仪校正其精度，使其误差控制在标准范围内，而不是一换了之。

拉力传感器是力学传感器的一种，是将所感知的某种物理、化学、生物等信息转换成便于检测、处理的信息并具有独立功能的器件或组合件。

通常由敏感元件和处理电路两部分组成。

前者执行传感功能，后者对敏感元件输出的信息进行放大、传输等处理。

拉力传感器根据不同外观以及功能可分为S型拉力传感器、柱式拉力传感器、板环拉力传感器、吊钩秤传感器，拉压力传感器等。

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传感器基础知识

专业知识部分泰钦的主要产品是测力传感器及测控仪表（一）首先了解什么叫传感器传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。

所以它由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成。

外界信号一般为非电物理量如：力、压力、重量、力矩位移、速度、温度、角度、高度。

电信号一般为易于精确处理的电量或电参量，如电流、电压、电阻、电感、频率。

我公司生产的传感器叫测力传感器，用专业术语统称应变式负荷传感器、称重传感器等。

应变式负荷传感器就是由电阻应变片，弹性体和检测电路三大重要部分组成。

1.电阻应变片。

电阻应变片分金属箔式应变片----（做出来的传感器又叫箔式传感器），另一个分为半导体应变片（做成的传感器叫半导体应变片）。

金属箔式应变片---用金属箔为敏感栅，能把被测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件。

我公司常用阻值有：350Ω,650Ω,1KΩ等。

半导体应变计具有灵敏系数大、横向效益小，阻值范围宽等特性，广泛用于各种力敏传感器的线性补偿及传感器的力电转换元件。

它的缺点是系数大，长期稳定性较差。

2.弹性体---弹性体是一个有特殊形状的结构件。

它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（区），使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变区电信号的转换任务。

3.检测电路检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。

应变式负荷传感器采用惠斯登电桥原理。

因为惠斯登电桥具有很多优点,如可以抑制温度变化的影响，可以抑制侧向力干扰，可以比较方便的解决称重传感器的补偿问题等，所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。

从以上三个部分我们总结一下，传感器的工作原理：当有力沿应变计丝栅方向产生时，因为弹性体的形变导致应变计丝栅长度变化，根据欧姆定律，应变计阻值发生变化，结合惠斯登电桥原理，于是产生了与受力大小相对应的电压变化。

无线拉力测量仪的研制和应用

绳主要是几种型号，差异大的情况下可调整系
电源、采取蓄电池或可充电电池供电。考虑到一般线路组塔需要３５天，～ｄ特殊塔可能在７的情况ｄ下，电池需要满足该装置连续约１ｄ０左右的待机和工作时间，必拆卸下来充电。不３）无线数据传输方式：考虑到高塔施工情况，感器分布在塔上塔下各监测点，制台在传控
中图分类号：Ｍ５．Ｔ７２１文献标志码：Ｂ
送电线路施工是个特殊的、高安全风险的行业，主要工序组塔架线主要是起重作业，要其主受力钢丝绳是各拉线、吊点、磨总牵引绳等，绞受力点较多且分散，然现场各受力点的受力情况虽处于理论计算和现场经验的控制下，但因５机械ｔ式、子式拉力计均重达５ｋ，力绳索中串接电０ｇ受不安全、读数不方便等因素而难以大量使用，缺少受力量化监督的有效手段。历年来施工现场因个别施力点薄弱、重或起吊过程中发生意外兜超
眼板串入钢丝绳、两眼板上布置应变片采集拉在
根据测量精度和测量场合的需要，我们选用
了板环式和旁压式两种传感器。板环式需要串接
在受力绳索中，用于精度需要高或移动少的场合。旁压式传感器无需串人钢丝绳，只是用弧形构件压靠在钢丝绳等受力索具上，做为受力工不具，不损伤受力索具，以随时安装和拆卸，用可使

检测习题121.概要

第1章绪论习题1.1试用方框图描述检测系统的组成，并简述其工作的全过程。

答：传感器将被测物理量(如噪声,温度等) 检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D 变换后用软件进行信号分析，显示记录装置则测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。

1.2 如何理解检测技术的发展方向？P41．3试说明二阶测试系统的阻尼度大多采用的原因。

答：阻尼比在这个范围内可提高系统响应的快速性，以及工作的范围更大些。

1．4 测试系统实现不失真测试的条件是什么?答：不失真测试要求测试系统的输出波形和输入波形精确相一致，只是幅值相对增大和时间相对延迟（幅频特性为一常数，相频特性与频率成线性的关系）。

只能努力使波形失真限制在一个允许的误差范围内，即做到工程意义上的不失真测量。

1.5 设一力传感器为二阶分系统。

已知其固有频率为800Hz ，阻尼比为140.=ξ，当测频率为400Hz 变化的力参量时，其振幅比)(ωA 和相位差)(ωφ各为多少?若使该装置的阻尼比70.=ξ，则)(ωA 和)(ωφ又为多少?解：由测量频率为400Hz 变化的力参量时:若装置的阻尼比为0.7，则:7.0~6.01.6试列出你所学过的不同工作原理传感器哪些可用于非接触式测量，哪些用于接触式测量，测量何种物理量？（各≥3种）答：非接触式测量：a) 热电式传感器：测量温度 b) 光纤传感器：测量光信号c) 核辐射传感器：测量核辐射粒子接触式测量：a) 应变片式电阻传感器：测量电阻值 b) 应变式扭矩传感器：测量扭矩1.7.某动压力测量时，所采用的压电式压力传感器的灵敏度为Mpa 0nc 90/.，将它与增益为)/(.nC 005V 0的电荷放大器相连，然后将其输出送入到一台笔式记录仪，记录仪的灵敏度为V 20mm /，试计算系统的总灵敏度。

又当压力变化5MPa 3.时，记录笔在记录纸上的偏移量多少？解：系统的总灵敏度为：90×0.005×20=9mm/Mpa 偏移量为：9×3.5=31.5mm第2章测控电路习题2.1运放输出电压的饱和值为 +10V 。

第2章力、压力传感器课后习题

力传感器的组成是什么？答：力传感器主要由力敏感元件、转换元件和测量、显示电路组成。

弹性敏感元件的作用是什么？其分类有几种？各有何特点？答：作用：弹性敏感元件的作用是把力或压力转换为应变或位移，然后再转换电路将应变或位移转换为电信号。

分类：（1）力转换为应变或位移的变换力的弹性敏感元件（2）压力转换为应变或位移的变换压力的弹性敏感元件特点：变换力的弹性敏感元件圆柱式：结构简单，可承受较大的载荷，便于加工，实心圆柱形可测量大于10kN的力，空心圆柱形可测量1~10kN的力，且应力变化均匀。

圆环式：圆环式的敏感元件比圆柱式输出的位移大，因而具有较高的灵敏度，适用于测量较小的力。

悬臂梁式：它的一端固定，一端自由，结构简单，加工方便，应变和位移较大，适用测量1~5kN的力。

压力的弹性敏感元件弹簧管：C形弹簧管的一端密封但不固定，成为自由端，另一端连接在管接头上且固定，流体压力通过管接头进入弹簧管后，在压力F作用下，弹簧管的横截面力图变成圆形截面，截面的短轴力图伸长。

使弹簧管趋向伸直，一直伸展到管弹力与压力的作用相平衡为止。

这样自由端便产生了位移。

通过测量位移的大小，比可得到压力的大小。

波纹管：波纹管的轴向在流体压力作用极易变形，有较高的灵敏度。

波纹膜片和膜盒：线性度好，灵敏度高及各种误差小。

薄壁圆筒：筒壁均匀受力，并均匀向外扩张，所以在管壁的轴线方向产生拉伸力和应变力。

3、电阻应变式传感器的工作原理是什么？它是如何测量试件的应变的？答：工作原理：通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路进一步将电阻的改变转换成电压或电流信号输出。

测试原理：测试时，将应变片用粘接剂牢固的粘贴在被测试件的表面上，随着试件受力变形，应变片的敏感栅也获得同样的变形，从而使其电阻随之发生变化，而此电阻的变化是与试件应变成比例的，因此如果通过一定的测量线路将这种电阻的变化转换为电压或电流变化，然后再用显示记录仪表将其显示记录下来，就能知道被测试件应变量的大小。

传感器工作原理

• 物理分析：电容式接近开关既能被导
体目标感应，也能被非导体目标感应。
• 以导体为材料的测试目标对传感器表
面形成一个反电极，由极板A和B构成了串联电容CA和CB（如右图一）。该串联电容的总容量总是大于无测试目标是由极板A和B所构成的电容量，所以金属测试目标可获得最大开关距离。在使用电容式传感器时不必象电感式传感器那样，对不同金属使用不同的校正因数。
• 5.稳定性
• 稳定性表示传感器在一个较长时间内保持其性能参数的能
力。
• 理想的情况是，不管什么时候传感器的灵敏度等特性参数
不随时间变化。但是实际上，随着时间的推移，大多数传感器的特性会改变。这是因为传感元件或构成传感器的部件的特性随时间发生变化，产生一种经时变化的现象。即使长期放置不用的传感器也会产生经时变化的现象。变化与使用次数有关的传感器，受到这种经时变化的影响更大。因此传感器必须经常进行校准。
校正因数（衰减或修正系数）有关接近开关的开关距离所有详细数据，均以
一定尺寸的St37（低碳钢）为测试材料获得。其它材料、其它尺寸的测试目
标会引起开关距离的改变。
• 对于不同的金属不宜使用固定
的修正值上表表明了所有金属的误差范围，这个范围取决于振子的特性，如频率和阻尼材料的特性，纯度、构造和几何形状。
• 输入改变Δx时，输出变化Δy， Δx变小， Δy也变
小。但是一般来说， Δx变小到某种程度，输出就不再变化了，这时的Δx叫做灵敏度界限。
• 存在灵敏度界限的原因有两个：一个是输入的变化量通过
传感器内部被吸收，以而反映不到输出端上去。典型的例子是螺丝或齿轮的松动。螺丝和螺帽，齿条和齿轮之间多少有空隙，如果Δx相当于这个空隙的话，那么Δx是无法传递出去的。又例如，装有轴承的旋转轴，如果不加上能克服轴与轴之间的摩擦力的话，周是不会转动的。第二个原因是传感器输出存在噪声。如果传感器输出值比噪声电平小，就无法把有用信号和噪声分开。如果不加上最起码的输入值（这个输入值所产生的输出值与噪音的电平大小相当）始得不到有用的输出值的，该输入值即灵敏度界限。灵敏度界限也叫灵敏阈，门槛灵敏度，或阈值。