《測試技術習題》PPT課件.ppt
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1、測試技術習題課(一),,授課教師:劉增力教授 習題講解:趙宣植 2014年12月19日,,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進行壓力測試時,首先將它與增益為5mV/nC的電荷放大器相連,電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上,試求該壓力測試系統的靈敏度。當記錄儀的輸出變化30mm時,壓力變化為多少?,測試技術習題課(一),,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進行壓力測試時,首先將它與增益為5mV/nC的電荷放大器相連,電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上,試求該壓力測試系統的靈敏度。當記錄儀的輸出變化30mm時
2、,壓力變化為多少?,壓電傳感器,壓強,電荷,庫侖(C) :1安培的電流在1秒的時間通過導體截面的電量; 1庫侖(C) =6.241461018個電子所帶的電荷總量; 庫侖(C)=103毫庫(mC)=106微庫(uC)=109納庫(nC)=1012皮庫(pC)。,帕斯卡(pa):牛頓每平方米; 1個標準大氣壓=1.03105帕斯卡(pa); 帕斯卡(pa)=10-3(Kpa)千帕=10-6兆帕(Mpa)。,測試技術習題課(一),,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進行壓力測試時,首先將它與增益為5mV/nC的電荷放大器相連,電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上,試求
3、該壓力測試系統的靈敏度。當記錄儀的輸出變化30mm時,壓力變化為多少?,,電荷放大器:將傳感器輸出的微弱電荷信號轉化為放大的電壓信號。,微弱電荷,放大電壓,伏(V)=103(mV)毫伏。,測試技術習題課(一),,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進行壓力測試時,首先將它與增益為5mV/nC的電荷放大器相連,電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上,試求該壓力測試系統的靈敏度。當記錄儀的輸出變化30mm時,壓力變化為多少?,,筆試記錄儀,電壓,位移,測試技術習題課(一),,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進行壓力測試時,首先將它與增益為5mV/nC的
4、電荷放大器相連,電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上,試求該壓力測試系統的靈敏度。當記錄儀的輸出變化30mm時,壓力變化為多少?,,壓強,電荷,電壓,位移,測試技術習題課(一),,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進行壓力測試時,首先將它與增益為5mV/nC的電荷放大器相連,電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上,試求該壓力測試系統的靈敏度。當記錄儀的輸出變化30mm時,壓力變化為多少?,,系統總靈敏度(mm/Mpa)=80nC/Mpa5mV/nC*25mm/V=?,測試技術習題課(一),,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進行壓力測試
5、時,首先將它與增益為5mV/nC的電荷放大器相連,電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上,試求該壓力測試系統的靈敏度。當記錄儀的輸出變化30mm時,壓力變化為多少?,,系統總靈敏度(mm/Mpa)=80nC/Mpa5mV/nC*25mm/1000mV =80525/1000(mm/Mpa)=10mm/Mpa,測試技術習題課(一),,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進行壓力測試時,首先將它與增益為5mV/nC的電荷放大器相連,電荷放大器接到靈敏度為25mm/V的筆試記錄儀上,試求該壓力測試系統的靈敏度。當記錄儀的輸出變化30mm時,壓力變化為多少?,,系統
6、總靈敏度=10mm/Mpa,當記錄儀的輸出變化30mm時,壓力變化為多少? 30mm/?=10mm/Mpa 壓力變化=3Mpa,,測試技術習題課(一),,第二題 把靈敏度為40410-4pC/Pa的壓電傳感器與一臺靈敏度調到0.226mV/pC的電荷放大器相接,求其總靈敏度。若要將總靈敏度調到10106mV/Pa,電荷放大器的靈敏度應做如何調整?,,壓強,電荷,電壓,測試技術習題課(一),,第二題 把靈敏度為40410-4pC/Pa的壓電傳感器與一臺靈敏度調到0.226mV/pC的電荷放大器相接,求其總靈敏度。若要將總靈敏度調到10106mV/Pa,電荷放大器的靈敏度應做如何調整?,,系統總
7、靈敏度(mV/pa)=40410-4pC/Pa0.226mV/pC=9.130410-3(mV/Pa),測試技術習題課(一),,第二題 把靈敏度為40410-4pC/Pa的壓電傳感器與一臺靈敏度調到0.226mV/pC的電荷放大器相接,求其總靈敏度。若要將總靈敏度調到10106mV/Pa,電荷放大器的靈敏度應做如何調整?,,電荷放大器靈敏度=系統總靈敏度/壓電傳感器靈敏度 =10106(mV/pa)/40410-4pC/Pa=247.5106(mV/pC),測試技術習題課(一),,測試技術習題課(一),時不變(定常)線性系統,其中,ai (i=0,1,,n)、bj (j=0,1, ,m
8、) 為常數,nm。,,測試技術習題課(一),當系統初始條件全為零時,對上式進行拉普拉斯變換可得系統傳遞函數為,(nm),,一階系統重要公式,幅頻特性: 相頻特性,測試技術習題課(一),傳遞函數: 頻率特性:,() = arctan,,一階系統重要參數,時間常數,測試技術習題課(一),,第三題 用一階系統對100Hz的正弦信號進行測量時,如果要求振幅誤差在10%以內,時間常數應為多少?如果用該系統對50Hz 的正弦信號進行測量,相位誤差和幅值誤差將分別是多少?,一階系統幅頻特性:,測試技術習題課(一),,第三題 用一階系統對100Hz的正弦信號進行測量時,如果要求振幅誤差在10%以內,時間常數應
9、為多少?如果用該系統對50Hz 的正弦信號進行測量,相位誤差和幅值誤差將分別是多少?,一階系統幅頻特性:,振幅誤差在10%以內: ,將=1002/S代入,得到:,測試技術習題課(一),,第三題 用一階系統對100Hz的正弦信號進行測量時,如果要求振幅誤差在10%以內,時間常數應為多少?如果用該系統對50Hz 的正弦信號進行測量,相位誤差和幅值誤差將分別是多少?,將=1002/S代入 ,得到: 整理后有 化簡得最終結果, 。,測試技術習題課(一),,第三題 用一階系統對100Hz的正弦信號進行測量時,如果要求振幅誤差在10%以內,時間常數應為多少?如果用
10、該系統對50Hz 的正弦信號進行測量,相位誤差和幅值誤差將分別是多少? 已知時間常數 ,測試信號為50Hz,代入幅頻特性函數后,得到,測試技術習題課(一),,第三題 用一階系統對100Hz的正弦信號進行測量時,如果要求振幅誤差在10%以內,時間常數應為多少?如果用該系統對50Hz 的正弦信號進行測量,相位誤差和幅值誤差將分別是多少? 已知時間常數 ,測試信號為50Hz,代入幅頻特性函數后,得到:,測試技術習題課(一),,第三題 用一階系統對100Hz的正弦信號進行測量時,如果要求振幅誤差在10%以內,時間常數應為多少?如果用該系統對50Hz 的正弦信號進行測量,相位誤差和幅
11、值誤差將分別是多少? 當時間常數 ,測試信號為50Hz,代入相頻特性函數 后,得到:,測試技術習題課(一),,第三題 用一階系統對100Hz的正弦信號進行測量時,如果要求振幅誤差在10%以內,時間常數應為多少?如果用該系統對50Hz 的正弦信號進行測量,相位誤差和幅值誤差將分別是多少? 當時間常數 ,測試信號為50Hz,代入相頻特性函數 后,得到:,測試技術習題課(一),,第三題 用一階系統對100Hz的正弦信號進行測量時,如果要求振幅誤差在10%以內,時間常數應為多少?如果用該系統對50Hz 的正弦信號進行測量,相位誤差和幅值誤差將分別是多少? 由于時間常
12、數 ,且反正切函數為單增函數,因此相位誤差,測試技術習題課(一),,第四題 某一階測量裝置的傳遞函數為1/(0.04s+1),若用它測量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號,試求其幅度誤差。,測試技術習題課(一),,第四題 某一階測量裝置的傳遞函數為1/(0.04s+1),若用它測量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號,試求其幅度誤差。 一階系統傳遞函數 ,由題目給出條件可知 。,測試技術習題課(一),,第四題 某一階測量裝置的傳遞函數為1/(0.04s+1),若用它測量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號,試求其幅度誤差。 一階系統傳遞函數
13、 ,由題目給出條件可知 。 注意兩個s 的區(qū)別,第一個 是復變量,第二個 時間單位秒。,測試技術習題課(一),,第四題 某一階測量裝置的傳遞函數為1/(0.04s+1),若用它測量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號,試求其幅度誤差。 一階系統傳遞函數 ,由題目給出條件可知 。 幅度誤差,測試技術習題課(一),,第四題 某一階測量裝置的傳遞函數為1/(0.04s+1),若用它測量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號,試求其幅度誤差。 分別將 代入上式,得到:,測試技術習題課(一),,第四題 某一階測量裝置的傳遞函數為1/(0.0
14、4s+1),若用它測量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號,試求其幅度誤差。 分別將 代入上式,得到:,測試技術習題課(一),,第四題 某一階測量裝置的傳遞函數為1/(0.04s+1),若用它測量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號,試求其幅度誤差。 分別將 代入上式,得到:,測試技術習題課(一),,第五題 用傳遞函數為1/(0.0025s+1)的一階測量裝置進行周期信號測量,若將幅度誤差限制在5%以下,試求所能測量的最高頻率成分。此時的相位差是多少?,測試技術習題課(一),,第五題 用傳遞函數為1/(0.0025s+1)的一階測量裝置進
15、行周期信號測量,若將幅度誤差限制在5%以下,試求所能測量的最高頻率成分。此時的相位差是多少? 一階系統傳遞函數 ,由題目給出條件可知 若幅度誤差 ,解上述不等式,得到,測試技術習題課(一),,第五題 用傳遞函數為1/(0.0025s+1)的一階測量裝置進行周期信號測量,若將幅度誤差限制在5%以下,試求所能測量的最高頻率成分。此時的相位差是多少? 因為相頻特性函數 將 和 代入上式,得到,測試技術習題課(一),,二階系統重要公式,測試技術習題課(一),相頻特性,幅頻特性,頻率特性,傳遞函數,,二階系統重要參數:阻尼比 ,固有頻率 階躍響應 不同諧
16、振頻率輸入二階系統的穩(wěn)態(tài)輸出,測試技術習題課(一),,第六題 將一力傳感器作為二階系統處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz,阻尼比為0.14,當使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測試時,其振幅和相位角分別是多少?,測試技術習題課(一),,第六題 將一力傳感器作為二階系統處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz,阻尼比為0.14,當使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測試時,其振幅和相位角分別是多少?,測試技術習題課(一),,第六題 將一力傳感器作為二階系統處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz,阻尼比為0.14,當使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測試時,其振幅和相
17、位角分別是多少? 二階系統的幅頻特性: 二階系統的相頻特性:,測試技術習題課(一),,第六題 將一力傳感器作為二階系統處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz,阻尼比為0.14,當使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測試時,其振幅和相位角分別是多少? 將固有頻率 ,阻尼比 ,待測頻率 代入幅頻特性式,得到,測試技術習題課(一),,第六題 將一力傳感器作為二階系統處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz,阻尼比為0.14,當使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測試時,其振幅和相位角分別是多少? 將固有頻率 ,阻尼比 ,待測頻率 代入相頻特性式,
18、得到,測試技術習題課(一),,第七題 對一個二階系統輸入單位階躍信號后,測得響應中產生的第一個過沖量M的數值為 1.5, 同時測得其周期為6.28s。設已知裝置的靜態(tài)增益為3,試求該裝值的傳遞函數和裝 置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。,測試技術習題課(一),,第七題 對一個二階系統輸入單位階躍信號后,測得響應中產生的第一個過沖量M的數值為 1.5, 同時測得其周期為6.28s。設已知裝置的靜態(tài)增益為3,試求該裝值的傳遞函數和裝 置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。,測試技術習題課(一),欠阻尼二階裝置的階躍響應,,第七題 對一個二階系統輸入單位階躍信號后,測得響應中產生的第一個過沖量M的數值為 1
19、.5, 同時測得其周期為6.28s。設已知裝置的靜態(tài)增益為3,試求該裝值的傳遞函數和裝 置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。 欠阻尼二階系統最大超調量: 將M=1.5代入,得到阻尼比,測試技術習題課(一),,,第七題 對一個二階系統輸入單位階躍信號后,測得響應中產生的第一個過沖量M的數值為 1.5, 同時測得其周期為6.28s。設已知裝置的靜態(tài)增益為3,試求該裝值的傳遞函數和裝 置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。 固有頻率 阻尼頻率: 將td=6.28s和阻尼比 代入,得到,測試技術習題課(一),,第七題 對一個二階系統輸入單位階躍信號后,測得響應中產生的第一個過沖量M的數值為 1
20、.5, 同時測得其周期為6.28s。設已知裝置的靜態(tài)增益為3,試求該裝值的傳遞函數和裝 置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。,測試技術習題課(一),,第七題 對一個二階系統輸入單位階躍信號后,測得響應中產生的第一個過沖量M的數值為 1.5, 同時測得其周期為6.28s。設已知裝置的靜態(tài)增益為3,試求該裝值的傳遞函數和裝 置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。 將n =1.008, =0.128, K=3代入上式,得到傳遞函數,測試技術習題課(一),,第七題 對一個二階系統輸入單位階躍信號后,測得響應中產生的第一個過沖量M的數值為 1.5, 同時測得其周期為6.28s。設已知裝置的靜態(tài)增益為3,試求該裝值
21、的傳遞函數和裝 置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。 二階系統頻率響應函數,測試技術習題課(一),,第七題 對一個二階系統輸入單位階躍信號后,測得響應中產生的第一個過沖量M的數值為 1.5, 同時測得其周期為6.28s。設已知裝置的靜態(tài)增益為3,試求該裝值的傳遞函數和裝 置在無阻尼固有頻率處的頻率響應。 將 /n =1, =0.128, K=3代入上式,得到,測試技術習題課(一),測試技術習題課(二),,授課教師:劉增力教授 習題講解:趙宣植 2014年12月19日,,第一題 選用傳感器的原則是什么?在應用時應如何考慮運用這些原則?,測試技術習題課(二),,第一題 選用傳
22、感器的原則是什么?在應用時應如何考慮運用這些原則? 1.根據測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型 (測量信號類型、干擾因素、量程、接觸非接觸、體積安裝性價比),測試技術習題課(二),,第一題 選用傳感器的原則是什么?在應用時應如何考慮運用這些原則? 1.根據測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型 2.靈敏度 (靈敏度高,與被測量無關的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統放大,影響測量精度;靈敏度與量程及非線性的矛盾;方向靈敏度高,交叉靈敏度低),測試技術習題課(二),,第一題 選用傳感器的原則是什么?在應用時應如何考慮運用這些原則? 1.根據測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型 2.靈敏度 3.線性范圍
23、 (量程與線性范圍的折中),測試技術習題課(二),,第一題 選用傳感器的原則是什么?在應用時應如何考慮運用這些原則? 1.根據測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型 2.靈敏度 3.線性范圍 4.響應特性 時域延遲屬性:延遲時間越短越好; 頻域是否適合 :光電、壓電傳感器工作頻率范圍寬,電感,電容,磁 電傳感器固有頻率較低,測試技術習題課(二),,第一題 選用傳感器的原則是什么?在應用時應如何考慮運用這些原則? 1.根據測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型 5.穩(wěn)定性 2.靈敏度 3.線性范圍 4.響應特性,測試技術習題課(二),,第一題 選用傳感器的原則是什么?在應用時應如何考慮
24、運用這些原則? 1.根據測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型 5.穩(wěn)定性 (惡劣工作環(huán)境) 2.靈敏度 3.線性范圍 4.響應特性,測試技術習題課(二),,第一題 選用傳感器的原則是什么?在應用時應如何考慮運用這些原則? 1.根據測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型 5.穩(wěn)定性 2.靈敏度 6.精確度 (性價比) 3.線性范圍 4.響應特性,測試技術習題課(二),,第二題 什么是金屬的電阻應變效應?金屬絲的靈敏度的物理意義是什么?有何特點?,測試技術習題課(二),,第二題 什么是金屬的電阻應變效應?金屬
25、絲的靈敏度的物理意義是什么?有何特點? 金屬導體在外力作用下發(fā)生機械變形時,其電阻隨著機械變形(伸長或者縮短)而發(fā)生變化的現象,稱為金屬的電阻應變效應。,測試技術習題課(二),,第二題 什么是金屬的電阻應變效應?金屬絲的靈敏度的物理意義是什么?有何特點?,測試技術習題課(二),金屬絲變形時,、l、A將同時發(fā)生變化,從而導致R改變。,若、l、A的變化量為d、dl、dA,則,即:,,第二題 什么是金屬的電阻應變效應?金屬絲的靈敏度的物理意義是什么?有何特點?,測試技術習題課(二),對半徑為r的金屬電阻絲, 。有:,:電阻絲軸向相對變形,或稱縱向應變。,:電阻絲徑向相對變形,或稱橫向應
26、變。,:電阻率相對變化,與電阻絲軸向所受正應力有關。,,第二題 什么是金屬的電阻應變效應?金屬絲的靈敏度的物理意義是什么?有何特點?,測試技術習題課(二),E為電阻絲材料的彈性模量;為壓阻系數,與材質有關。,受力后電阻絲幾何尺寸變化所引起,對于同一材料(1+2v)為常數。,受力后電阻率的改變引起,對金屬材料, 很小。, 在電阻絲拉伸比例范圍內,電阻相對變化與其所受的軸(縱)向應變成正比。,,第二題 什么是金屬的電阻應變效應?金屬絲的靈敏度的物理意義是什么?有何特點?,測試技術習題課(二),電阻應變片的應變系數或靈敏度S0定義為,通常,S0 =1.73.6。 金屬絲的靈敏度系數是其在單位應變條
27、件下的電阻變化率。 在金屬絲的屈服極限以下的范圍內,靈敏度系數為常數。,,第三題 什么是半導體的壓阻效應?半導體靈敏度應變片有何特點? 半導體材料發(fā)生效應時,其電阻系數(率)發(fā)生變化的現象稱為壓阻效應。 優(yōu)點:,測試技術習題課(二),缺點是易受溫度的影響 ,故需溫度補償或恒溫條件下使用。,1)靈敏度非常高,是金屬材料的5070倍。,2)分辨率高,例如測量壓力時可測出1020 Pa的微壓。,3)測量元件的有效面積可做得很小,故頻率響應高。,4)可測量低頻加速度和直線加速度。,,第三題 什么是半導體的壓阻效應?半導體靈敏度應變片有何特點?,測試技術習題課(二),受力后電阻絲幾何尺寸變化所引起,對于
28、同一材料(1+2v)為常數。,受力后電阻率的改變引起,對金屬材料, 很小。,對半導體而言,電阻率變化引起的電阻變化 E 遠遠大于形變引起的電阻變化(1+2v) ,則,靈敏度:,,第四題 自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同是什么? 自感傳感器:,測試技術習題課(二),傳感器靈敏度與氣隙長度的平方成反比。,流過線圈的電流發(fā)生變化,導致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化而產生的自感電動勢,總是阻礙線圈中原來電流的變化。,,第四題 自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同是什么?,測試技術習題課(二),一次線圈L1輸入交流電流,二次線圈L2產生感應電動勢 的大小與一次線圈電流的變化率成正比(交流電),M為兩
29、線圈的互感,與兩線圈的相對位置及周圍介質的導磁能力等因素有關。,,第四題 自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同是什么?,測試技術習題課(二),實際的互感傳感器通常采用兩個二次線圈,并接成差動式,故稱為差動變壓器式傳感器。,變壓器由一次線圈L和兩個結構參數完全相同的二次線圈L1、L2組成。,,第四題 自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同是什么?,測試技術習題課(二),,第四題 自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同是什么? (1)不同點: 1)自感式傳感器把被測非電量的變化轉換成自感系數的變化; 2)差動變壓器式傳感器把被測非電量的變化轉換成互感系數的變化。,測試技術習題課(二),,第四題
30、自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同是什么? (2)相同點: 兩者都屬于電感式傳感器,都可以分為氣隙型、截面型和螺管性三種類型。,測試技術習題課(二),,第五題 說說電渦流傳感器的基本工作原理及其優(yōu)點。,測試技術習題課(二),,第五題 說說電渦流傳感器的基本工作原理及其優(yōu)點。,測試技術習題課(二),當金屬板置于變化磁場中或在磁場中運動時,在金屬板中產生感應電流,這種電流在金屬板體內是閉合的,稱為渦流。渦流具有趨膚效應,激勵源頻率越高,趨膚效應就越明顯。 線圈電流 磁場 渦流 反向感應磁場 阻抗改變,,第五題 說說電渦流傳感器的基本工作原理及其優(yōu)點。,測試技術習題課(二),通常線圈尺寸
31、、激勵電流i及其頻 率一定,若金屬板材料一定,變 化可以用來測量位移、振動等參 量。若一定,變化或可實現材 質鑒別或無損探傷。,等效阻抗的變化程度與線圈尺寸、距離、金屬板電阻率和磁導率、線圈激勵電流 i 及其頻率有關。,高頻反射式渦流傳感器,,第五題 說說電渦流傳感器的基本工作原理及其優(yōu)點。,測試技術習題課(二),L1 和L2分別為發(fā)射線圈和接收線圈。 L1通低頻(音頻)交流電流。 在L2中產生感應電壓u2 。 金屬板產生的渦流消耗了一部分磁場能量,使u2有所降低,板越 厚,u2越低。 激勵電動勢 渦流 減弱透射磁場 感應電動勢,低頻透射式渦流傳感器,,第五題 說說電渦流傳感器的基本工作
32、原理及其優(yōu)點。,測試技術習題課(二),渦流傳感器的優(yōu)點,非接觸測量。,靈敏度高。,分辨力高,檢測范圍02 mm,最高分辨力可達滿量程的0.1%。,結構簡單,使用方便,不受油液等介質影響。,,第六題 低頻透射式和高頻反射式渦流測厚度的原理有什么不同? 高頻反射式渦流測厚利用線圈到金屬板 之間的距離與激勵線圈阻抗改變構成的 函數關系測量位移,并用位移做中間變 化量獲得厚度。,測試技術習題課(二),高頻反射式渦流傳感器,,第六題 低頻透射式和高頻反射式渦流測厚度的原理有什么不同? 低頻透射式渦流測厚是利用渦流消耗能量, 使貫穿磁場減弱,從而獲得減少的感應電動 勢,感應電動勢隨待測厚度增加按負指數規(guī)
33、律減小。,測試技術習題課(二),低頻透射式渦流傳感器,,第七題 為什么極距變化式電容傳感器的靈敏度和非線性是矛盾的?實際應用中如何解決這一問題?,測試技術習題課(二),電容量 靈敏度,靈敏度與極距的平方成反比,極距越小,靈敏度越高,但也越靠近非線性區(qū)。,,第七題 為什么極距變化式電容傳感器的靈敏度和非線性是矛盾的?實際應用中如何解決這一問題? 為了解決這個一問題,有常采用差動型電容傳感器 或者增加橋式電路,可以有效減少非線性。,測試技術習題課(二),,第八題 某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑r=4mm,工作初始極板間距離0=0.3mm,介質為空氣。問: (a)如果極板間距離變化量=
34、 m,電容的變化量C是多少? (b)如果測量電路的靈敏度K1=100mV/pF,讀數儀表的靈敏度K2=5格/mV ,在 = 1m時,讀數儀表的變化量是多少 ?,測試技術習題課(二),,第八題 某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑r=4mm,工作初始極板間距離0=0.3mm,介質為空氣。問: (a)如果極板間距離變化量= m,電容的變化量C是多少?,測試技術習題課(二),電容量為, 介質相對真空的介電常數,空氣 1。 0 真空的介電常數,0=8.8510-12F/m。 極板間距。 A 極板面積。,,第八題 某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑r=4mm,工作初始極板間距離0=0
35、.3mm,介質為空氣。問: (a)如果極板間距離變化量= m,電容的變化量C是多少?,測試技術習題課(二),電容量 靈敏度,,第八題 某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑r=4mm,工作初始極板間距離0=0.3mm,介質為空氣。問: (a)如果極板間距離變化量= 1m,電容的變化量C是多少?,測試技術習題課(二),靈敏度,,第八題 某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑r=4mm,工作初始極板間距離0=0.3mm,介質為空氣。問: (b)如果測量電路的靈敏度K1=100mV/pF,讀數儀表的靈敏度K2=5格/mV ,在 = 1m時,讀數儀表的變化量是多少 ?,測試技術習題課(二)
36、,,第八題 某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑r=4mm,工作初始極板間距離0=0.3mm,介質為空氣。問: (b)如果測量電路的靈敏度K1=100mV/pF,讀數儀表的靈敏度K2=5格/mV ,在 = 1m時,讀數儀表的變化量是多少 ? 極板距離變化電容變化電壓變化讀數變化,測試技術習題課(二),,第八題 某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑r=4mm,工作初始極板間距離0=0.3mm,介質為空氣。問: (b)如果測量電路的靈敏度K1=100mV/pF,讀數儀表的靈敏度K2=5格/mV ,在 = 1m時,讀數儀表的變化量是多少 ? 極板距離變化電容變化電壓變化讀數變化,測試技術習題課(二),,第九題 為什么壓電傳感器通常用來測量動態(tài)信號?,測試技術習題課(二),,第九題 為什么壓電傳感器通常用來測量動態(tài)信號? 壓電效應:某些晶體,當沿著一定方向受到外力作用時,內部就產生極化現象,同時在某兩個表面上便產生符號相反的電荷。當外力去掉后,又恢復到不帶電的狀態(tài)。當作用力方向改變時,電荷的極性也隨之改變,晶體受力所產生的電荷量與外力的大小成正比。 由于存在電荷泄露,測量靜態(tài)或低頻信號時,必須采取措施防止電荷泄露;做動態(tài)測試時,電荷可以不斷補充,從而供給測量電路一定的電流。,測試技術習題課(二),,本次習題課結束,測試技術習題課(二),
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