V/mV545248444036322824201612854P/10 Pa012345678910 题4图3、理论线性度示意图
端基线性度:拟合直线通过实际特性曲线的起点和满量程点 其直线方程为:V?V1?k(p?p1)
p1?0Pa;V1?2mV:p2?10?105Pa;V1?52mV代人上式:
U?5mV105Pap?2mV得拟合直线方程:
(4-6)
仪表的输出特性方程与理论拟合直线的差值:
?U?U0?U?2mV?10mV0105Pap?.5mV(105Pa)2p2?5mV105Pap?2mV?5mV0.5mV105Pap?(105Pa)2p2 (4-7)
5mV对上式求导:105Pa?1mV(105Pa)2p?0
得:
p?5?105Pa带人(4-7)
、
?U?5mV105Pap?0.5mV(105Pa)2p2?(25.0?12.5)mV?12.5mV
??UL?该仪表的端基线性度为:
Y100%?12.5mV100%?25.0%FS50mV
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V/mV545248444036322824201612840P/10 Pa123456789105 题4图4、端基线性度示意图
V/mV545248444036322824201612840P/10 Pa123456789105 题4图5、理论线性度与端基线性度比较示意图
2、电阻式传感器
4.采用阻值为120Ω、灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥,供桥电压为4V.并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1με和1000με时,试求单臂工作电桥、双臂工作电桥以及全桥工作时的输出电压,并比较三种情况下的灵敏度。(马西秦) 解:一个微应变:1με=1μm/m=1310-6 因为R1=R2=R3=R4=R;是等臂电桥;U=4V;
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1)、应变片上的应变为1με: ?R灵敏度:s?U01K??R?UR14?R?U4?R 电阻应变片的相对变化量:?RR?K??2?10?6; 电阻应变片的变化量:?R?R?K??120?2?10?6?0.24?10?3? ⑴、单臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。 输出电压: U?U?R4R?UK?4?2?10?60V 灵敏度: s?U02?10?6V?3?R?0.24?10?3??8.33?10V? ⑵、双臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。 输出电压: UU?R0?2R?UK?2?4?10?6V U?6灵敏度: s?04?10?R?V0.24?10?3??16.66?10?3V? ⑶、及全桥工作时的输出电压、灵敏度。 输出电压: U?R?UK??8?10?60?URV 灵敏度: s?U08?R??10?6V0.24?10?3??33.33?10?3V? 2)、应变片上的应变为1000με 电阻应变片的相对变化量:?R?K??2?10?3R; 电阻应变片的变化量:?R?R?K??120?2?10?3?0.24? ⑴、单臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。 输出电压: UU?RK0?4R?U?4?2?10?3V 灵敏度: s?U02?10?6V?R?0.24?10?3??8.33?10?3V? ⑵、双臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。 输出电压: U?U?R?UK??4?10?302R2V 灵敏度: s?U04?10?6?V24?10??16.66?10?3?R0.?3V? ⑶、及全桥工作时的输出电压、灵敏度。 输出电压: U?R0?UR?UK??8?10?3V
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U08?10?6V??33.33?10?3V? 灵敏度: s??3?R0.24?10?5.采用阻值R=120Ω,敏度系数K=2.0的金属电阻应变片与阻值R=120Ω的固定电阻组成电桥,供桥电压为10V。当应变片应变为1000με时,若要使输出电压大于10mV。则可采用何种接桥方式?(设输出阻抗为无穷大)。(马西秦) 解: 应变片上的应变为1000με=10 电阻应变片的相对变化量:ΔR/R=Kε=2310
-3 -3电阻应变片的变化量: ΔR=R3Kε=12032310=0.24Ω ⑴、单臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。 输出电压: U0=U(ΔR/R)/4=UKε/4=1032310V/4=5mV 灵敏度: s=U0/ΔR=5310V /0.24Ω=20.833310V/Ω ⑵、双臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。 输出电压: U0=U(ΔR/R)/2=UKε/2=1032310V/2=10mV 灵敏度: s=U0/ΔR=10310V /0.24Ω=41.67310V/Ω ⑶、等臂全桥工作时的输出电压、灵敏度。 输出电压: U0=UKε/=1032310V=20mV
灵敏度: s=U0/ΔR=20310V /0.24Ω=83.33310V/Ω 输出电压:U0=UKε=10310mv32310=20mv 综上所述:若要使输出电压大于10mV。则可采用等臂全桥接桥方式。
3-3-3-3-3-3-3-3-3-3-3-36.图2-43所示为一直流电桥,供电电源电动势E=3V. R3=R4= 100Ω。 R1和R2为相同型号的电阻应变片,其电阻均为50Ω。灵敏度系数K=2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为5000με试求此时电桥输出端电压Uo。(马西秦) R4ER3R1U0R2PR1R2 解:受力时:R1=r+ΔR、R2=r-ΔR、R3=R4=R=100Ω
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