传感器作业

习题1.什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。答：金属丝的电阻值随着他所受的机械形变（拉伸或压缩）的大小而发生相应变化的现象称为金属的电阻应变效应。原理：设有一根电阻为R的金属丝，电阻率为，截面积为S，长度为l,则电阻值的表达式R=Sl，当电阻丝受到拉力作用将沿轴线伸长，伸长量为l，横截面积相应减小S，电阻率的变化设为，则电阻的相对变化量为SSllRR，对于半径为r的圆导体，2Sr，rr2SS。结合材料力学，在弹性范围内，ll，rr，E，代入上式得）（E21RR。为导体的纵向应变，为电阻丝材料的泊松比，为压阻系数，为应力值，E为弹性模量。4.应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体，直径D=100mm,，材料弹性模量29N10205Em，用它称500kN的物体，若用电阻丝应变片，应变片的灵敏系数K=2，R=120Ω，问电阻变化多少？解：根据题意，若要求R，结合公式KRR，因为ll，而又是切应变与弹性模量的商，即E，SF，故SEF；代入数据得：=ED221000500）（4101.3；结合上式：R=KR，R=3.14102120=7.44210Ω。9.如图2.2所示为等强度梁测力系统，R1为电阻应变片，应变片灵敏系数K=2.05，未受应变时，R1=120Ω.当试件受力F时，应变片承受平均应变=4108，求：(1)应变片电阻变化量11RR。(2)若要将应变片R1置于单臂测量电桥，电桥电压为直流3V，求电桥输出电压及电桥非线性误差。(3)若要减小非线性误差，应采取何种措施？并分析其电桥输出电压及非线性误差大小。9000mm9000mmR1F10400mm解：（1）根据公式KRR，所以KRR11=2.058410=1.64310；（2）已知RR1.64310，实际输出电压U=1RR211RR4U）（，U=1.23mv.非线性误差：K21=8.3410.(3)因为K越大，越大。为消除非线性误差，采用半桥差动电路。其输出电压RRU21U0，代入数据得0U=2.46310V=2.46mv.