应变式习题用第3章应变式传感器概述1．什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。2．有一吊车的拉力传感器如图所示，电阻应变片R1、R2、R3、R4等截面轴上，已知Rl—R4标称阻值为120G，桥路电压2V,物重m引起Rl、R2变化增量为1.2Q。请画出应变片电桥电路，计算出测得的输出电压和电桥输出灵敏度，R3、R4起什么作用？说明电阻应变片的组成和种类。电阻应变片有哪些主要特性参数？一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm,内径18m...
第3章应变式传感器概述1．什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。2．有一吊车的拉力传感器如图所示，电阻应变片R1、R2、R3、R4等截面轴上，已知Rl—R4标称阻值为120G，桥路电压2V,物重m引起Rl、R2变化增量为1.2Q。请画出应变片电桥电路，计算出测得的输出电压和电桥输出灵敏度，R3、R4起什么作用？说明电阻应变片的组成和种类。电阻应变片有哪些主要特性参数？一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm,内径18mm,在其表面粘贴八各应变片，四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120Q，灵敏度为2.0，波松比为0.3，材料弹性模量E=2.1X1011Pa。要求：绘出弹性元件贴片位置及全桥电路；计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；当桥路的供电电压为10V时，计算传感器的输出电压。应变片产生温度误差的原因及减小或补偿温度误差的方法是什么？今有一悬臂梁，如图所示，在其中上部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，该梁在其悬臂梁一端受一向下力F=0.5N,试求此时这四个应变片的电阻值。已知：应变片灵敏系数K=2.1;应变片空载电阻R0=120Q。t=3mm5=70xl05Fa^I=25cmW=6cm如图所示一受拉的10#优质碳素钢杆。试用允许通过的最大电流为30mA的康铜丝应变片组成一单臂受感电桥。试求出此电桥空载时的最大可能的输出电压（应变片的电阻为120Q）。钢材上粘贴的应变片的电阻变化率为0.1%，钢材的应力为10kg/mm2。求钢材的应变。钢材的应变为300*10-6时，粘贴的应变片的电阻变化率为多少?截面积为1mm2、长度为100m铜线的电阻为多少？具有和它相同电阻的100m铝线的截面积为多大？比较此时的铝线重量和铜线重量。答案7.解：QAy=0.%附&=10.00040斗=——=i^/o.oi%一xlOO%8•答：①金属电阻应变片由四部分组成：敏感栅、基底、盖层、粘结剂、引线。分为金属丝式和箔式。②其主要特性参数：灵敏系数、横向效应、机械滞后、零漂及蠕变、温度效应、应变极限、疲劳寿命、绝缘电阻、最大工作电流、动态响应特性。9.答:爲1隔jKjK4(2).圆桶截面积应变片1、2、3、4感受纵向应变；=电=岂=&=耳应变片5、6、7、8感受纵向应变满量程时：=A7^=A^=A7^=-^7?!=-0.3x0.191=-0.05733)二学沁（1+均勢占:小們“回皿月10．答：敏感元件与弹性元件温度误差不同产生虚假误差，可采用自补偿和线路补偿。11．解：AA二眾眉卞=25.2Q7^=7^=^+AA=145.2O&=&=&—AA=94.8fi12．解：s的^=30^x1200x2=7.2^13．解：应1是AR/R=2（Al/l）。因为电阻变化率是AR/R=0.001,所以Al/l（应变）=0.0005=5*10-4。因A1/1=300*10-6,所以，AR/R=2*300*10-6=6*10-4。答：R=p（1/S）中，p（镍）是（95〜104）*10-8Q・m,p（铜）是1.72*10-80・m,所以R（镍）/R（铜）=p（镍）/p（铜）=（95〜104）/1.72=55.2〜60.5。答：假定输入输出端没有电流流过，流过阻抗Z4和Z1的电流为i4,流过阻抗Z3和Z2的电流为i3,由基尔霍夫电压定律得以下关系式：（Z4+Z1）i4=（Z3+Z2）i3=Vi（1）i4Z4=i3Z3+Vi(2)—由（1）式得（3）将（3）和（4）代入（2）求得V0为V0=i4Z4-i3Z3=(込4+£]^2+^3)Vi=(z1+z4)(z2+z3)/Vi答：由等效力学模型得，当有位移输入u（t）时，盛物器的相对位移x的运动方向为:m怨+c慮+血疋=-m3^（6）因此，如果物体以振动频率f（角频率3=2nf）、振幅U0作正弦振动u（t）=U0sin31则上述微分方程为：-2空護+p2x=^2UGsm毗，e=2砒(7)其中p=m,y=c/因此，（7）的特解，求得如下：x（t）=X0sin（3t+p）（8）XO,❾用入=3/p表示，则有q>=tan_1U-来丿（10）如果入《1,则由（9）得(11)即p2X0=32U0,3=2nf(12)17．答：方框图如下：
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