《《測(cè)試技術(shù)習(xí)題》PPT課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《測(cè)試技術(shù)習(xí)題》PPT課件.ppt（91頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,授課教師：劉增力教授 習(xí)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(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，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(cè)試系統(tǒng)的靈敏度。當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時(shí)，壓力變化為多少？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，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(cè)試系統(tǒng)的靈敏度。當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時(shí)
2、，壓力變化為多少？,壓電傳感器,壓強(qiáng),電荷,庫(kù)侖(C) ：1安培的電流在1秒的時(shí)間通過導(dǎo)體截面的電量; 1庫(kù)侖(C) =6.241461018個(gè)電子所帶的電荷總量; 庫(kù)侖(C)=103毫庫(kù)(mC)=106微庫(kù)(uC)=109納庫(kù)(nC)=1012皮庫(kù)(pC)。,帕斯卡（pa）：牛頓每平方米； 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.03105帕斯卡(pa)； 帕斯卡（pa）=10-3(Kpa)千帕=10-6兆帕(Mpa)。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，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(cè)試系統(tǒng)的靈敏度。當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時(shí)，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(hào)轉(zhuǎn)化為放大的電壓信號(hào)。,微弱電荷,放大電壓,伏（V）=103(mV)毫伏。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，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(cè)試系統(tǒng)的靈敏度。當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時(shí)，壓力變化為多少？,,筆試記錄儀,電壓,位移,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，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(cè)試系統(tǒng)的靈敏度。當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時(shí)，壓力變化為多少？,,壓強(qiáng),電荷,電壓,位移,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，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(cè)試系統(tǒng)的靈敏度。當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時(shí)，壓力變化為多少？,,系統(tǒng)總靈敏度(mm/Mpa)=80nC/Mpa5mV/nC*25mm/V=?,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進(jìn)行壓力測(cè)試
5、時(shí)，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(cè)試系統(tǒng)的靈敏度。當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時(shí)，壓力變化為多少？,,系統(tǒng)總靈敏度(mm/Mpa)=80nC/Mpa5mV/nC*25mm/1000mV =80525/1000(mm/Mpa)=10mm/Mpa,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第一題 在使用靈敏度為80nC/Mpa的壓電式傳感器進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，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(cè)試系統(tǒng)的靈敏度。當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時(shí)，壓力變化為多少？,,系統(tǒng)
6、總靈敏度=10mm/Mpa,當(dāng)記錄儀的輸出變化30mm時(shí),壓力變化為多少？ 30mm/?=10mm/Mpa 壓力變化=3Mpa,,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第二題 把靈敏度為40410-4pC/Pa的壓電傳感器與一臺(tái)靈敏度調(diào)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(diào)到10106mV/Pa,電荷放大器的靈敏度應(yīng)做如何調(diào)整？,,壓強(qiáng),電荷,電壓,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第二題 把靈敏度為40410-4pC/Pa的壓電傳感器與一臺(tái)靈敏度調(diào)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(diào)到10106mV/Pa,電荷放大器的靈敏度應(yīng)做如何調(diào)整？,,系統(tǒng)總
7、靈敏度(mV/pa)=40410-4pC/Pa0.226mV/pC=9.130410-3(mV/Pa),測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第二題 把靈敏度為40410-4pC/Pa的壓電傳感器與一臺(tái)靈敏度調(diào)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(diào)到10106mV/Pa,電荷放大器的靈敏度應(yīng)做如何調(diào)整？,,電荷放大器靈敏度=系統(tǒng)總靈敏度/壓電傳感器靈敏度 =10106(mV/pa)/40410-4pC/Pa=247.5106(mV/pC),測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,時(shí)不變（定常）線性系統(tǒng),其中，ai (i=0,1,,n)、bj (j=0,1, ,m
8、) 為常數(shù)，nm。,,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,當(dāng)系統(tǒng)初始條件全為零時(shí)，對(duì)上式進(jìn)行拉普拉斯變換可得系統(tǒng)傳遞函數(shù)為,（nm）,,一階系統(tǒng)重要公式,幅頻特性： 相頻特性,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,傳遞函數(shù)： 頻率特性：,() = arctan,,一階系統(tǒng)重要參數(shù)，時(shí)間常數(shù),測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第三題 用一階系統(tǒng)對(duì)100Hz的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果要求振幅誤差在10%以內(nèi)，時(shí)間常數(shù)應(yīng)為多少？如果用該系統(tǒng)對(duì)50Hz 的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，相位誤差和幅值誤差將分別是多少？,一階系統(tǒng)幅頻特性：,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第三題 用一階系統(tǒng)對(duì)100Hz的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果要求振幅誤差在10%以內(nèi)，時(shí)間常數(shù)應(yīng)
9、為多少？如果用該系統(tǒng)對(duì)50Hz 的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，相位誤差和幅值誤差將分別是多少？,一階系統(tǒng)幅頻特性：,振幅誤差在10%以內(nèi)： ，將=1002/S代入，得到：,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第三題 用一階系統(tǒng)對(duì)100Hz的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果要求振幅誤差在10%以內(nèi)，時(shí)間常數(shù)應(yīng)為多少？如果用該系統(tǒng)對(duì)50Hz 的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)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(jiǎn)得最終結(jié)果， 。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第三題 用一階系統(tǒng)對(duì)100Hz的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果要求振幅誤差在10%以內(nèi)，時(shí)間常數(shù)應(yīng)為多少？如果用
10、該系統(tǒng)對(duì)50Hz 的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，相位誤差和幅值誤差將分別是多少？ 已知時(shí)間常數(shù) ，測(cè)試信號(hào)為50Hz，代入幅頻特性函數(shù)后，得到,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第三題 用一階系統(tǒng)對(duì)100Hz的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果要求振幅誤差在10%以內(nèi)，時(shí)間常數(shù)應(yīng)為多少？如果用該系統(tǒng)對(duì)50Hz 的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，相位誤差和幅值誤差將分別是多少？ 已知時(shí)間常數(shù) ，測(cè)試信號(hào)為50Hz，代入幅頻特性函數(shù)后，得到：,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第三題 用一階系統(tǒng)對(duì)100Hz的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果要求振幅誤差在10%以內(nèi)，時(shí)間常數(shù)應(yīng)為多少？如果用該系統(tǒng)對(duì)50Hz 的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，相位誤差和幅
11、值誤差將分別是多少？ 當(dāng)時(shí)間常數(shù) ，測(cè)試信號(hào)為50Hz，代入相頻特性函數(shù) 后，得到：,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第三題 用一階系統(tǒng)對(duì)100Hz的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果要求振幅誤差在10%以內(nèi)，時(shí)間常數(shù)應(yīng)為多少？如果用該系統(tǒng)對(duì)50Hz 的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，相位誤差和幅值誤差將分別是多少？ 當(dāng)時(shí)間常數(shù) ，測(cè)試信號(hào)為50Hz，代入相頻特性函數(shù) 后，得到：,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第三題 用一階系統(tǒng)對(duì)100Hz的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果要求振幅誤差在10%以內(nèi)，時(shí)間常數(shù)應(yīng)為多少？如果用該系統(tǒng)對(duì)50Hz 的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，相位誤差和幅值誤差將分別是多少？ 由于時(shí)間常
12、數(shù) ，且反正切函數(shù)為單增函數(shù)，因此相位誤差,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第四題 某一階測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)為1/（0.04s+1）,若用它測(cè)量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號(hào)，試求其幅度誤差。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第四題 某一階測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)為1/（0.04s+1）,若用它測(cè)量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號(hào)，試求其幅度誤差。 一階系統(tǒng)傳遞函數(shù) ，由題目給出條件可知 。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第四題 某一階測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)為1/（0.04s+1）,若用它測(cè)量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號(hào)，試求其幅度誤差。 一階系統(tǒng)傳遞函數(shù)
13、 ，由題目給出條件可知 。 注意兩個(gè)s 的區(qū)別，第一個(gè) 是復(fù)變量，第二個(gè) 時(shí)間單位秒。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第四題 某一階測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)為1/（0.04s+1）,若用它測(cè)量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號(hào)，試求其幅度誤差。 一階系統(tǒng)傳遞函數(shù) ，由題目給出條件可知 。 幅度誤差,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第四題 某一階測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)為1/（0.04s+1）,若用它測(cè)量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號(hào)，試求其幅度誤差。 分別將 代入上式，得到：,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第四題 某一階測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)為1/（0.0
14、4s+1）,若用它測(cè)量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號(hào)，試求其幅度誤差。 分別將 代入上式，得到：,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第四題 某一階測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)為1/（0.04s+1）,若用它測(cè)量頻率分別為0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號(hào)，試求其幅度誤差。 分別將 代入上式，得到：,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第五題 用傳遞函數(shù)為1/（0.0025s+1）的一階測(cè)量裝置進(jìn)行周期信號(hào)測(cè)量,若將幅度誤差限制在5%以下，試求所能測(cè)量的最高頻率成分。此時(shí)的相位差是多少？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第五題 用傳遞函數(shù)為1/（0.0025s+1）的一階測(cè)量裝置進(jìn)
15、行周期信號(hào)測(cè)量,若將幅度誤差限制在5%以下，試求所能測(cè)量的最高頻率成分。此時(shí)的相位差是多少？ 一階系統(tǒng)傳遞函數(shù) ，由題目給出條件可知 若幅度誤差 ，解上述不等式，得到,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第五題 用傳遞函數(shù)為1/（0.0025s+1）的一階測(cè)量裝置進(jìn)行周期信號(hào)測(cè)量,若將幅度誤差限制在5%以下，試求所能測(cè)量的最高頻率成分。此時(shí)的相位差是多少？ 因?yàn)橄囝l特性函數(shù) 將 和 代入上式，得到,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,二階系統(tǒng)重要公式,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,相頻特性,幅頻特性,頻率特性,傳遞函數(shù),,二階系統(tǒng)重要參數(shù)：阻尼比 ，固有頻率 階躍響應(yīng) 不同諧
16、振頻率輸入二階系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第六題 將一力傳感器作為二階系統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz，阻尼比為0.14，當(dāng)使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測(cè)試時(shí)，其振幅和相位角分別是多少？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第六題 將一力傳感器作為二階系統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz，阻尼比為0.14，當(dāng)使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測(cè)試時(shí)，其振幅和相位角分別是多少？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第六題 將一力傳感器作為二階系統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz，阻尼比為0.14，當(dāng)使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測(cè)試時(shí)，其振幅和相
17、位角分別是多少？ 二階系統(tǒng)的幅頻特性： 二階系統(tǒng)的相頻特性：,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第六題 將一力傳感器作為二階系統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz，阻尼比為0.14，當(dāng)使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測(cè)試時(shí)，其振幅和相位角分別是多少？ 將固有頻率 ，阻尼比 ，待測(cè)頻率 代入幅頻特性式，得到,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第六題 將一力傳感器作為二階系統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz，阻尼比為0.14，當(dāng)使用該傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測(cè)試時(shí)，其振幅和相位角分別是多少？ 將固有頻率 ，阻尼比 ，待測(cè)頻率 代入相頻特性式，
18、得到,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第七題 對(duì)一個(gè)二階系統(tǒng)輸入單位階躍信號(hào)后，測(cè)得響應(yīng)中產(chǎn)生的第一個(gè)過沖量M的數(shù)值為 1.5， 同時(shí)測(cè)得其周期為6.28s。設(shè)已知裝置的靜態(tài)增益為3，試求該裝值的傳遞函數(shù)和裝 置在無(wú)阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第七題 對(duì)一個(gè)二階系統(tǒng)輸入單位階躍信號(hào)后，測(cè)得響應(yīng)中產(chǎn)生的第一個(gè)過沖量M的數(shù)值為 1.5， 同時(shí)測(cè)得其周期為6.28s。設(shè)已知裝置的靜態(tài)增益為3，試求該裝值的傳遞函數(shù)和裝 置在無(wú)阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,欠阻尼二階裝置的階躍響應(yīng),,第七題 對(duì)一個(gè)二階系統(tǒng)輸入單位階躍信號(hào)后，測(cè)得響應(yīng)中產(chǎn)生的第一個(gè)過沖量M的數(shù)值為 1
19、.5， 同時(shí)測(cè)得其周期為6.28s。設(shè)已知裝置的靜態(tài)增益為3，試求該裝值的傳遞函數(shù)和裝 置在無(wú)阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)。 欠阻尼二階系統(tǒng)最大超調(diào)量： 將M=1.5代入，得到阻尼比,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,,第七題 對(duì)一個(gè)二階系統(tǒng)輸入單位階躍信號(hào)后，測(cè)得響應(yīng)中產(chǎn)生的第一個(gè)過沖量M的數(shù)值為 1.5， 同時(shí)測(cè)得其周期為6.28s。設(shè)已知裝置的靜態(tài)增益為3，試求該裝值的傳遞函數(shù)和裝 置在無(wú)阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)。 固有頻率 阻尼頻率： 將td=6.28s和阻尼比 代入，得到,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第七題 對(duì)一個(gè)二階系統(tǒng)輸入單位階躍信號(hào)后，測(cè)得響應(yīng)中產(chǎn)生的第一個(gè)過沖量M的數(shù)值為 1
20、.5， 同時(shí)測(cè)得其周期為6.28s。設(shè)已知裝置的靜態(tài)增益為3，試求該裝值的傳遞函數(shù)和裝 置在無(wú)阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第七題 對(duì)一個(gè)二階系統(tǒng)輸入單位階躍信號(hào)后，測(cè)得響應(yīng)中產(chǎn)生的第一個(gè)過沖量M的數(shù)值為 1.5， 同時(shí)測(cè)得其周期為6.28s。設(shè)已知裝置的靜態(tài)增益為3，試求該裝值的傳遞函數(shù)和裝 置在無(wú)阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)。 將n =1.008, =0.128, K=3代入上式，得到傳遞函數(shù),測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第七題 對(duì)一個(gè)二階系統(tǒng)輸入單位階躍信號(hào)后，測(cè)得響應(yīng)中產(chǎn)生的第一個(gè)過沖量M的數(shù)值為 1.5， 同時(shí)測(cè)得其周期為6.28s。設(shè)已知裝置的靜態(tài)增益為3，試求該裝值
21、的傳遞函數(shù)和裝 置在無(wú)阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)。 二階系統(tǒng)頻率響應(yīng)函數(shù),測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,,第七題 對(duì)一個(gè)二階系統(tǒng)輸入單位階躍信號(hào)后，測(cè)得響應(yīng)中產(chǎn)生的第一個(gè)過沖量M的數(shù)值為 1.5， 同時(shí)測(cè)得其周期為6.28s。設(shè)已知裝置的靜態(tài)增益為3，試求該裝值的傳遞函數(shù)和裝 置在無(wú)阻尼固有頻率處的頻率響應(yīng)。 將 /n =1, =0.128, K=3代入上式，得到,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（一）,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,授課教師：劉增力教授 習(xí)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(yīng)用時(shí)應(yīng)如何考慮運(yùn)用這些原則？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第一題 選用傳
22、感器的原則是什么？在應(yīng)用時(shí)應(yīng)如何考慮運(yùn)用這些原則？ 1.根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型 （測(cè)量信號(hào)類型、干擾因素、量程、接觸非接觸、體積安裝性價(jià)比）,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第一題 選用傳感器的原則是什么？在應(yīng)用時(shí)應(yīng)如何考慮運(yùn)用這些原則？ 1.根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型 2.靈敏度 （靈敏度高，與被測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)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(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第一題 選用傳感器的原則是什么？在應(yīng)用時(shí)應(yīng)如何考慮運(yùn)用這些原則？ 1.根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)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(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第一題 選用傳感器的原則是什么？在應(yīng)用時(shí)應(yīng)如何考慮運(yùn)用這些原則？ 1.根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型 2.靈敏度 3.線性范圍 4.響應(yīng)特性 時(shí)域延遲屬性：延遲時(shí)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(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第一題 選用傳感器的原則是什么？在應(yīng)用時(shí)應(yīng)如何考慮運(yùn)用這些原則？ 1.根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)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(yīng)特性,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第一題 選用傳感器的原則是什么？在應(yīng)用時(shí)應(yīng)如何考慮
24、運(yùn)用這些原則？ 1.根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)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(yīng)特性,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第一題 選用傳感器的原則是什么？在應(yīng)用時(shí)應(yīng)如何考慮運(yùn)用這些原則？ 1.根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)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(jià)比） 3.線性范圍 4.響應(yīng)特性,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第二題 什么是金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)？金屬絲的靈敏度的物理意義是什么？有何特點(diǎn)？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第二題 什么是金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)？金屬
25、絲的靈敏度的物理意義是什么？有何特點(diǎn)？ 金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻隨著機(jī)械變形（伸長(zhǎng)或者縮短）而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第二題 什么是金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)？金屬絲的靈敏度的物理意義是什么？有何特點(diǎn)？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,金屬絲變形時(shí)，、l、A將同時(shí)發(fā)生變化，從而導(dǎo)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(yīng)變效應(yīng)？金屬絲的靈敏度的物理意義是什么？有何特點(diǎn)？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,對(duì)半徑為r的金屬電阻絲， 。有：,：電阻絲軸向相對(duì)變形，或稱縱向應(yīng)變。,：電阻絲徑向相對(duì)變形，或稱橫向應(yīng)
26、變。,：電阻率相對(duì)變化，與電阻絲軸向所受正應(yīng)力有關(guān)。,,第二題 什么是金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)？金屬絲的靈敏度的物理意義是什么？有何特點(diǎn)？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,E為電阻絲材料的彈性模量；為壓阻系數(shù)，與材質(zhì)有關(guān)。,受力后電阻絲幾何尺寸變化所引起，對(duì)于同一材料（1+2v）為常數(shù)。,受力后電阻率的改變引起，對(duì)金屬材料， 很小。, 在電阻絲拉伸比例范圍內(nèi)，電阻相對(duì)變化與其所受的軸（縱）向應(yīng)變成正比。,,第二題 什么是金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)？金屬絲的靈敏度的物理意義是什么？有何特點(diǎn)？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,電阻應(yīng)變片的應(yīng)變系數(shù)或靈敏度S0定義為,通常，S0 =1.73.6。 金屬絲的靈敏度系數(shù)是其在單位應(yīng)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(nèi)，靈敏度系數(shù)為常數(shù)。,,第三題 什么是半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)？半導(dǎo)體靈敏度應(yīng)變片有何特點(diǎn)？ 半導(dǎo)體材料發(fā)生效應(yīng)時(shí)，其電阻系數(shù)（率）發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。 優(yōu)點(diǎn)：,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,缺點(diǎn)是易受溫度的影響 ，故需溫度補(bǔ)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(cè)量壓力時(shí)可測(cè)出1020 Pa的微壓。,3）測(cè)量元件的有效面積可做得很小，故頻率響應(yīng)高。,4）可測(cè)量低頻加速度和直線加速度。,,第三題 什么是半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)？半導(dǎo)體靈敏度應(yīng)變片有何特點(diǎn)？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,受力后電阻絲幾何尺寸變化所引起，對(duì)于
28、同一材料（1+2v）為常數(shù)。,受力后電阻率的改變引起，對(duì)金屬材料， 很小。,對(duì)半導(dǎo)體而言，電阻率變化引起的電阻變化 E 遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(dòng)變壓器式傳感器的異同是什么？ 自感傳感器：,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,傳感器靈敏度與氣隙長(zhǎng)度的平方成反比。,流過線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)，總是阻礙線圈中原來(lái)電流的變化。,,第四題 自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的異同是什么？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,一次線圈L1輸入交流電流，二次線圈L2產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 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(duì)位置及周圍介質(zhì)的導(dǎo)磁能力等因素有關(guān)。,,第四題 自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的異同是什么？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,實(shí)際的互感傳感器通常采用兩個(gè)二次線圈，并接成差動(dòng)式，故稱為差動(dòng)變壓器式傳感器。,變壓器由一次線圈L和兩個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)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(dòng)變壓器式傳感器的異同是什么？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第四題 自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的異同是什么？ (1)不同點(diǎn)： 1)自感式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化； 2)差動(dòng)變壓器式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第四題
30、自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的異同是什么？ (2)相同點(diǎn)： 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(cè)試技術(shù)習(xí)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(diǎn)。,測(cè)試技術(shù)習(xí)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(diǎn)。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,當(dāng)金屬板置于變化磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，在金屬板中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬板體內(nèi)是閉合的，稱為渦流。渦流具有趨膚效應(yīng)，激勵(lì)源頻率越高，趨膚效應(yīng)就越明顯。 線圈電流 磁場(chǎng) 渦流 反向感應(yīng)磁場(chǎng) 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(diǎn)。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,通常線圈尺寸
31、、激勵(lì)電流i及其頻 率一定，若金屬板材料一定，變 化可以用來(lái)測(cè)量位移、振動(dòng)等參 量。若一定，變化或可實(shí)現(xiàn)材 質(zhì)鑒別或無(wú)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(dǎo)率、線圈激勵(lì)電流 i 及其頻率有關(guān)。,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(diǎn)。,測(cè)試技術(shù)習(xí)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(chǎn)生感應(yīng)電壓u2 。 金屬板產(chǎn)生的渦流消耗了一部分磁場(chǎng)能量，使u2有所降低，板越 厚，u2越低。 激勵(lì)電動(dòng)勢(shì) 渦流 減弱透射磁場(chǎng) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),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(diǎn)。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,渦流傳感器的優(yōu)點(diǎn),非接觸測(cè)量。,靈敏度高。,分辨力高，檢測(cè)范圍02 mm，最高分辨力可達(dá)滿量程的0.1%。,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，不受油液等介質(zhì)影響。,,第六題 低頻透射式和高頻反射式渦流測(cè)厚度的原理有什么不同？ 高頻反射式渦流測(cè)厚利用線圈到金屬板 之間的距離與激勵(lì)線圈阻抗改變構(gòu)成的 函數(shù)關(guān)系測(cè)量位移，并用位移做中間變 化量獲得厚度。,測(cè)試技術(shù)習(xí)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(cè)厚度的原理有什么不同？ 低頻透射式渦流測(cè)厚是利用渦流消耗能量， 使貫穿磁場(chǎng)減弱，從而獲得減少的感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨待測(cè)厚度增加按負(fù)指數(shù)規(guī)
33、律減小。,測(cè)試技術(shù)習(xí)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(shí)際應(yīng)用中如何解決這一問題？,測(cè)試技術(shù)習(xí)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(shí)際應(yīng)用中如何解決這一問題？ 為了解決這個(gè)一問題，有常采用差動(dòng)型電容傳感器 或者增加橋式電路，可以有效減少非線性。,測(cè)試技術(shù)習(xí)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(zhì)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(cè)量電路的靈敏度K1=100mV/pF,讀數(shù)儀表的靈敏度K2=5格/mV ,在 = 1m時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量是多少 ？,測(cè)試技術(shù)習(xí)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(zhì)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(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,電容量為, 介質(zhì)相對(duì)真空的介電常數(shù)，空氣 1。 0 真空的介電常數(shù)，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(zhì)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(cè)試技術(shù)習(xí)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(zhì)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(cè)試技術(shù)習(xí)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(zhì)為空氣。問： （b）如果測(cè)量電路的靈敏度K1=100mV/pF,讀數(shù)儀表的靈敏度K2=5格/mV ,在 = 1m時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量是多少 ？,測(cè)試技術(shù)習(xí)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(zhì)為空氣。問： （b）如果測(cè)量電路的靈敏度K1=100mV/pF,讀數(shù)儀表的靈敏度K2=5格/mV ,在 = 1m時(shí)，讀數(shù)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(shù)變化,測(cè)試技術(shù)習(xí)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(zhì)為空氣。問： （b）如果測(cè)量電路的靈敏度K1=100mV/pF,讀數(shù)儀表的靈敏度K2=5格/mV ,在 = 1m時(shí)，讀數(shù)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(shù)變化,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第九題 為什么壓電傳感器通常用來(lái)測(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)？,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,第九題 為什么壓電傳感器通常用來(lái)測(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)？ 壓電效應(yīng)：某些晶體，當(dāng)沿著一定方向受到外力作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在某兩個(gè)表面上便產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)。當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變，晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。 由于存在電荷泄露，測(cè)量靜態(tài)或低頻信號(hào)時(shí)，必須采取措施防止電荷泄露；做動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)，電荷可以不斷補(bǔ)充，從而供給測(cè)量電路一定的電流。,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,,本次習(xí)題課結(jié)束,測(cè)試技術(shù)習(xí)題課（二）,
《測(cè)試技術(shù)習(xí)題》PPT課件.ppt
