思考題與習題
1.減小電位器負載誤差的方法有哪些?
2.金屬電阻應變片與半導體應變片在工作原理上有何不同?
3.金屬電阻應變片的靈敏系數k其物理意義是什么?與電阻絲的靈敏系數k0有何不同?
4.說明如圖2-18所示的恒流源電橋減小非線性誤差的原理。
5.一應變片的電阻R=120Ω,k=2.05,用作應變為800με的傳感元件。①求ΔR和ΔR/R;②若電源電壓U=3V,求惠斯通電橋的輸出電壓Uo。
6.已知一測力傳感器的電阻應變片的阻值R=120Ω,靈敏系數k=2。若將它接入電橋,電橋的電源電壓U=10V。要求電橋的非線性誤差γL<0.5%,應變片的最大應變ε應小于多少?最大應變時電橋的輸出電壓是多少?
7.電阻應變片阻值為100Ω,靈敏系數k=2,沿縱向粘貼于直徑為0.03m的圓形鋼柱表面,鋼材的E=2×1011 N/m2,μ=0.3。求鋼柱受30t拉力作用時,應變片電阻的相對變化量為多少?若應變片沿鋼柱圓周方向粘貼,受同樣拉力作用時,應變片電阻的相對變化量為多少?
8.在材料為鋼的實心圓柱形試件上,沿軸向和圓周方向各貼一片電阻為120Ω的金屬應變片R1和R2,把這兩個應變片接入電橋。若鋼的泊松系數μ=0.285,應變片的靈敏系數k=2,電橋電源電壓U=2V,當試件受軸向拉伸時,測得應變片R1的電阻變化值ΔR1=0.48Ω,試求:①軸向應變量;②電橋的輸出電壓。
9.在測量時,為什么要對應變片式電阻傳感器進行溫度補償?分析說明常用的溫度誤差補償方法。
10.一標稱電阻值為120Ω的合金應變片,其靈敏系數k=2,彈性模量E=200GN/m2,粘貼在鋼制工件上。①當所受應力為40MN/m2時,計算應變片的電阻變化量;②若鋼和合金的線膨脹系數分別為16×10-6、12×10-6,合金的電阻溫度系數為20×10-6Ω/(Ω·℃),計算當溫度變化為20 ℃時所引起的應變片的電阻變化量;③以上計算結果說明什么問題?