1. 根据电位器的输出特性,可分为哪几类?
2. 电阻应变片的电阻值有哪几种规格?以哪种最为常用?
3. 电阻应变片因环境温度改变而引起电阻变化的两个主要因素是什么?
4. 为了使应变片的输出不受温度变化影响,必须进行温度补偿。温度补偿的方法有哪些?
5. 电阻应变片的灵敏度 K =4,沿纵向粘贴于直径为0.1m的圆形钢柱表面,钢材的 E =4×10 11 N/m 2 , μ =0.4, ε x =5×10 4 ,试计算钢柱所受的拉力 F 及径向应变量 ε y 。
6. 图2-25所示为一直流供电的电阻电桥,它的4个桥臂电阻分别为 R 1 =100Ω、 R 2 =200Ω、 R 3 =300Ω、 R 4 =100Ω,电源电压 E =20V,试计算输出电压 U o 。
图2-25 习题6图
7. 单臂工作电桥只有一只应变片 R 1 =200Ω接入,如图2-26所示,测量时应变的电阻变化为Δ R =5Ω。求:(1)电路输出端电压 U o 。(2)设Δ R << R ,Δ R/R = Kε ,电路输出端电压 U o 。
图2-26 习题7图
8. 有一测量吊车起吊物重量的拉力传感器。电阻应变片 R 1 、 R 2 、 R 3 、 R 4 贴在等截面轴上。已知等截面轴的截面积为0.002m 2 ,弹性模量 E 为2.0×10 11 N/m 2 ,泊松比为0.4, R 1 、 R 2 、 R 3 、 R 4 标称值为160Ω,灵敏度为2.0,桥路电压2V,测得输出电压3mV,求:等截面轴的纵向应变及横向应变。
9. 什么叫应变效应?试利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
10. 为什么应变片传感器大多采用不平衡电桥作为测量电路?该电桥为什么又都采用半桥和全桥方式?
11. 简述电阻应变式传感器的温度补偿原理。
12. 何谓半导体的压阻效应?扩散硅传感器的结构有什么特点?
13. 图2-27所示为等截面梁和电阻应变片构成的测力传感器,若选用特性相同的4片电阻应变片 R 1 ~ R 4 ,它们不受力时阻值均为120Ω,灵敏度 K =2,在 Q 点作用力 F 。求:
(1)在测量电路图2-27b中,标出应变片受力情况及其符号(应变片受拉力时用↑,受压力时用↓)。
图2-27 习题13图
a)测力传感器 b)测量电路
(2)当作用力 F =20N时,应变片 ε =4.8×10 -5 ,若作用力 F =80N时, ε 为多少?电阻应变片 R 1 、 R 2 、 R 3 、 R 4 为何值?
(3)若每个电阻应变片阻值变化为0.3Ω,则输出电压为多少?( R L =∞)
14. 试比较热电阻和半导体热敏电阻的异同。
15. 电阻式温度传感器有哪几种?各有何特点及用途?
16. 铜热电阻的阻值 R T 与温度 T 的关系可用式 R T ≈ R 0 (1+ α Δ T )表示。已知0℃时铜热电阻的 R 0 为50Ω,温度系数为4.28×10 -3 /℃,求温度为100℃时的电阻值。
17. 用热电阻测温时为什么常采用三线制连接?应怎样连接才能确保实现了三线制连接?若在导线敷设至控制室后再分三线接入仪表,是否实现了三线制连接?
18. 电阻应变片的灵敏度 K =2,沿纵向粘贴于直径为0.01m的圆形钢柱表面,钢材的 E =2.5×10 11 N/m 2 , μ =0.4。求钢柱受15t拉力作用时,应变片电阻的相对变化量。若应变片沿钢柱圆周方向粘贴,受同样拉力作用时,应变片电阻的相对变化量为多少?