传感器考试计算题

11、有一悬臂梁，在其中部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，如图所示。①请给出由这四个电阻构成全桥电路的示意图。②若该梁悬臂长L=0.25m，宽b=0.06m，厚h=0.003m，弹性模量10710PaE，应变片灵敏度系K=2，应变片空载电阻120R，应变片中心距固定端x=0.4L，现受一向下力F=1N，试求此时四个应变片的电阻值。(梁上各处应变26()LxFbhE)FFRR11RR44RR22RR33hhLLxxFFRR11RR44RR22RR33hhLLxxRR44RR33UU00+-RR11RR22RR44RR33UU00+-RR11RR225221026()610.4m1N2.38100.06m(0.003m)710N/mLxFbhE（）0.255120Ω22.38100.005712ΩRKRRKR对于14,00RRR14120.005712ΩRR对于23,00RRR23119.994288ΩRR2、阻值120R，灵敏系数2K的电阻应变片与阻值120的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2和2000时，分别求出单臂、半桥差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。单臂时当应变为2电桥输出为V1031022434E4EU66KRR当应变为2000时电桥输出为V1031022434E4EU33KRR电桥电压灵敏度为434EUuRRS半桥时当应变为2电桥输出为V1061022232E2EU66KRR当应变为2000时电桥输出为V1061022232E2EU33KRR2⑵电桥电压灵敏度为232EUuRRS显然半桥电桥电压灵敏度为单臂的2倍。3、有一钢板，原长L=1m，弹性模量11210PaE，使用BP-3箔式应变片120R，灵敏度系数K=2，测出的拉伸应变值为300με。试求：钢板伸长量ΔL，应力，/RR及R。如果要测出1με应变值则相应的/RR是多少？LL61m300100.3mmLL611730010210Pa=610PaE64230010610RKR41206100.072ΩRRK若要测出1με应变值，则662110210RKR34、45、6、57、68、79、注:该题中的BaTiO3按照教材中的数据为331200,190rd，此答案中的数据有误，请同学自行改正。810、11、已知铜热电阻100Cu的百度电阻比42.1)100(W，当用此热电阻测量C50温度时，其电阻值为多少？若测温时的电阻值为92，则被测温度是多少？9由42.1)100(W可得：42.10100RR已知1000R142100R由tR)1(0tR,将1000R和142100R代入得到电阻温度系数0042.0/℃当测量的温度为50℃时，则tR)1(0tR＝)500042.01(100121当电阻值为92时，有)1(0tR＝)0042.01(100t92－19℃12、若某光栅的栅线密度为50线/mm，主光栅与指示光栅之间的夹角为0.2度。①说明莫尔条纹形成原理及特点。②求其形成的莫尔条纹间距BH是多少？③当指示光栅移动100μm时，莫尔条纹移动的距离？①该答案在简答题时已经给出，不再赘述。②光栅的栅距为：10.02mm50mmW/莫尔条纹宽度为32010mm5.73mm0.22sin2sin22HWB当标尺光栅移动100微米时，莫尔条纹移动的距离为65.73mm10010m28.65mm0.02mm13、压电式加速度传感器与电荷放大器连接，电荷放大器又与函数记录仪连接。已知：传感器的电荷灵敏度Kq=100pc/g，反馈电容Cf=0.001μF，被测加速度a=0.5g。试求：①电荷放大器的输出电压是多少？电荷放大器的灵敏度（每库仑输出的电压）是多少？②若函数记录仪的灵敏度Kg=2mm/mV，求测量系统总灵敏度K。（单位g是重力加速度）①电荷放大器输出电压：1206100100.50.05V50mV0.00110qffKaQUCC电荷放大器灵敏度：103901265010110V/C100100.50.00110aUKQ②系统总灵敏度：129100101020.2m/gqagKKKK14、图示为光纤传光示意图，若空气的光折射率为n0，要使光纤的入射光在光纤纤芯内全反射，则0至多为多少？写出推导过程。当光线以入射角i进入光纤的端面时，在端面处发生折射，设折射角为j，然后光线以k角入射至纤芯与包层的界面。当k角大于纤芯与包层间的临界角c时，，则射入的光线在光纤的界面上发生全反射。根据斯涅耳（Snell）光的折射定律01sinsinijnn，12sinsinkrnnkkkinnnnnn2010101sin1cos/)90sin()/(sinrrinnnnnnn22221021201sin1)sin(1sinn0一般皆空气，故n0≈122212sinsinirnn当θr=90°，maxi的临界状态时，22max12sinnnNA11上式所示，maxsin称为光纤的数值孔径，用NA表示。它表示当入射光从折射率为0n的外部介质进入光纤时，只有入射角小于c的光才能在光纤中传播。否则，光线会从包层中逸出而产生漏光。NA是光纤的一个重要参数，NA值越大，光源到光纤的耦合效率越高。光纤的数值孔径仅决定于光纤的折射率，与光纤的几何尺寸无关。