(最新部分)传感器原理及工程应用郁有文版习题参考答案

2026/4/27 0:51:09

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?1.1??1.5???11111??2.6??17.4??1A?L????3.2???27.61?, 0.82.53.34.55.76.8???????4.0????5.0?????b?1?116.76?23.6??17.4?1?1380.028?X?????A?A??1A?L????23.66??27.61???244.98?, k143.6143.6????????所以b?9.6,

k??1.7。

y?9.6?1.7x

补充题-4 由测量方程:3x?y?2.9、x?y?0.9、2x?3y?1.9,试用最小二乘法求x,y的值。 解:

1-15 用X光机检测镁合金铸件内部缺陷时,为了获得最佳的灵敏度,透视电压y应随透视件的厚度x的改变而改变,经实验获得下表一组数据,假设透视件的厚度x无误差,试求透视电压y随着厚度x变化的经验公式。

x/mm y/kV 12 52.0 13 55.0 14 58.0 15 61.0 16 65.0 18 70.0 20 75.0 22 80.0 24 26 85.0 91.0 解:已知所以xi,yi的测量值,设y?b?kx。

?52.0?b?12k?55.0?b?13k??58.0?b?14k??61.0?b?15k??65.0?b?16k则由题意有:?,

70.0?b?18k??75.0?b?20k??80.0?b?22k?85.0?b?24k???91.0?b?26k精品

.

?1?1??1??1?1?所以系数矩阵A?1??1??1??1??112??52.0?13??55.0????14??58.0????15?61.0??16?65.0??,直接测得值矩阵L????, 18?70.0????2075.0????22??80.0????24??85.0??26???91.0??12?13??14??15?16??10180????, ?18??1803450?20??22??24?26???1?1??1??1?1111111111??1?其中:A?A????12131415161820222426??1?1??1??1??1?10180?A?A????34500?32400?2100?0, 1803450???1所以?A?A??3450?180?1?A?A???1???,

2100??18010?A?A?52.0??55.0????58.0????61.0??1111111111??65.0??692?A?L????70.0???13032?, 12131415161820222426???????75.0????80.0????85.0???91.0????b?1?3450?180??692?1?41640??1?所以X?????A?A?A?L???18010??13032??5760?, k21002100????????所以b?19.9,

k?2.7。

精品

.

即y?19.9?2.7x

第2章 传感器概述(P38)

2-5 当被测介质温度为t1,测温传感器示值温度为t2时,有下列方程式成立:

t1?t2??0dt2。 d?120s,试确定经过300s后当被测介质温度从25℃突然变化到300℃时,测温传感器的时间常数?0=的动态误差。

已知:t1?t2??0?25?t?0?dt2,t1??,?0?120s,t2?0???t1?0???25,

??300t?0d??即t1????300u???,t2?0???25, 求:t=350s时,t1?t2。

解:灵敏度k=1时,对上述微分方程求拉氏变换得T1?s??T2?s???0?sT2?s??t2?0???,即

T2?s??25t?0??1, T1?s???0s?1?0s?1t????u????25u?????300?275e?0??????t????0求拉氏逆变换得t2????3001?e?????u???, ???所以,动态误差t1?t2?300?285.15?14.85℃。

2-6 已知某传感器属于一阶环节,现用于测量100Hz的正弦信号,如幅值误差限制在±5%以内,时间常数?应取多少?若用该传感器测量50Hz的正弦信号,问此时的幅值误差和相位误差各为多少? 解:一阶传感器的幅频特性为A????11?????2,

因为幅值误差限制在±5%以内,即1?A????0.05或A????0.95, 当f?100Hz时,有?max?0.00052s。

若用此传感器测量f?50Hz的信号,其幅值误差为:

1-A????1-11?????2=1-11+?2??50Hz?0.00052s?2?1?0.987?1.3%

相位误差为:??????arctg??????9.28?

精品

.

2-8 已知某二阶系统传感器的固有频率为10kHz,阻尼比?=0.5,若要求传感器输出幅值误差小于3%,则传感器的工作范围应为多少?

已知?n?2??10kHz,?=0.5,1?A????3%。 求:传感器的工作频率范围。 解:二阶传感器的幅频特性为:A(?)?1????1???????n????2???????2??????n???2。

2当??0时,A????1,无幅值误差。当??0时,A???一般不等于1,即出现幅值误差。 若要求传感器的幅值误差不大于3%,应满足0.97?A????1.03。 解方程A(?)?1????1???????n????2?解方程A(?)???????2????n?????122?0.97,得?1?1.03?n;

2?1.03,得?2?0.25?n,?3?0.97?n。

????1???????n????2??????2????n??????2由于?=0.5,根据二阶传感器的特性曲线可知,上面三个解即确定了两个频段,即0~?2和?3~

?1。前者在特征曲线的谐振峰左侧,后者在特征曲线的谐振峰右侧。对于后者,尽管在该频段内也

有幅值误差不大于3%,但是该频段的相频特性很差而通常不被采用。所以,只有0~?2频段为有用频段。由?2?0.25?n?0.25?2??10kHz可得f?2.5kHz,即工作频率范围为0~2.5kHz。

第3章 应变式传感器(P60)

3-5 如图所示为一直流应变电桥。图中E?4V,R1?R2?R3?R4?120?,试求:

R1R2?UoR3R4?E精品


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