1、第章習題解答1、將兩只相同的金屬應變片粘貼到圖11-1-7所示筒式壓力傳感器外壁的園周上，一個應變片R1作工作片，另一個應變片R2作補償片，怎樣將這兩應變片連入電橋，請導出電橋輸出電壓與壓力P的關系式，并說明R2的作用原理。解：兩只相同的金屬應變片粘貼到圖11-1-7所示筒式壓力傳感器外壁的圓周上,當溫度變化時，它們都會產生電阻變化，據公式(4-1-36)，此電阻相對變化折算成“虛假視應變”為。應變片R1粘貼到筒體空心部分外壁的圓周上，在流體壓力P作用于筒體內壁時，筒體空心部分發生變形，產生與壓力P成正比的周向應變，因此應變片R1的電阻相對變化為。應變片R2粘貼到筒體底部實心部分外壁的圓周上，

2、在流體壓力P作用于筒體內壁時，筒體底部實心部分不發生變形，應變片R的電阻相對變化為。將這兩應變片連入電橋相鄰兩臂，電橋的其他兩臂用固定的平衡電阻，代入公式(4-1-24)得，電橋輸出電壓為2、試說明圖11-1-13所示差動式光電壓力傳感器與只采用一個狹縫和一個光敏元件構成的光電壓力傳感器相比有哪些優越性?答：在圖11-1-13中，當被測壓力P作用于膜片時，膜片中心處位移引起兩遮光板中狹縫一個變窄，一個變寬，從而使透射到兩光敏元件上的光強度一個增強一個減弱，把兩光敏元件接成差動電路，差動輸出電壓可設計成與壓力成比例。這種差動結構不僅可提高靈敏度，而且能消除光源亮度變化產生的影響。如果只采用一個狹

3、縫和一個光敏元件，光源亮度變化引起的光敏元件上的光強度變化，同被測壓力P變化引起的光敏元件上的光強度變化，無法區分開，從而帶來測量誤差。3、圖1和圖2分別為二極管和三極管測溫電路實例。試說明圖中各電位器的作用，并說明應怎樣進行調整。圖圖2 答：圖1和圖2中電位器都是用于調零，都是用于調滿度或調靈敏度。調零就是當溫度為時，調節電位器，使輸出電壓或DVM讀數為零。調滿度或調靈敏度是當當溫度為時，調節電位器，使輸出電壓或DVM讀數為。4、試分別用熱電阻、熱電偶、PN結設計三種測量溫度差電路。并說明其工作原理。答：用熱電阻測量溫度差電路如圖11-2-6所示，兩熱電阻RT和RT放在不同測溫點，流經表P

4、的電流代表兩點溫度之差。用熱電偶測量溫度差電路如圖11-2-所示，兩支同型號熱電偶配用相同的補償導線，連接時使兩熱電勢相減，輸入到儀表的電壓為兩熱電勢之差E，代表T1和T2間的溫度差值。E=EAB(T1,T0)- EAB (T2,T0)= EAB (T1,T2)K(T1-T2)。兩支熱電偶的冷端溫度必須一樣，它們的熱電勢E都必須與溫度T成線性關系，否則將產生測量誤差。用PN結測量溫度差電路如圖11-2-所示，圖1-2-13中，A1和A3為電壓跟隨器，A2為減法電路或差動放大電路（放大倍數為），輸出電壓為兩個晶體管管壓降的差。圖中100k電位器用于調零，使兩個晶體管的電流相等即，代入公式(7-5

5、-7)得，輸出電壓為當兩個晶體管放在一起即溫度相同時，輸出電壓為零。輸出電壓與兩管溫度差成正比。5、簡述輻射式溫度傳感器的組成及其功能。為什么輻射式溫度傳感器中大多設有機械調制盤？答：輻射式測溫法是基于熱輻射效應。任何物體受熱后都將有一部分熱能轉變為輻射能，物體溫度愈高，則輻射到周圍空間的能量就愈多。熱輻射同其它電磁輻射一樣，無需任何媒介物即可傳播，因此無需直接接觸即可通過檢測物體的熱輻射來測量物體的溫度。這是實現輻射式測溫的基礎。輻射式溫度傳感器一般包括兩部分：1）光學系統，用于瞄準被測物體，把被測物體的輻射能聚焦到輻射接收器上。2）輻射接收器，利用各種熱敏元件或光電元件將會聚的輻射能轉換為

6、電量。6、將圖9-4-6所電容式差壓傳感器接入圖3-1-6（b）變壓器電橋構成差壓計與圖11-3-3節流件一起組成節流流量計，試導出變壓器電橋輸出電壓與所測流量Q的關系式。為使輸出電壓與流量Q成線性正比關系，應加接什么電路?解：根據（11-3-14）式，；代入（9-4-11）式，；代入（3-1-32）式，。為使輸出電壓與流量Q成線性正比關系，應加接開方電路。開方電路輸出為，與成線性正比關系。7、電磁流量計為什么要采用交變磁場?答：在實際工作中由于永久磁場產生的感應電動勢為直流，會導致電極極化或介質電解，引起測量誤差，所以在工業用儀表中多采用交變磁場。8、為什么超聲波流量計多采用差頻法?答：超聲波測量流速分別稱為時差法、相差法和頻差法。據公式（10-3-23）、（10-3-24）可知，時差法、相差法的測量結果與超聲波在被測流體中的流速有關，據公式（10-3-25）式可知，頻差法的測量結果與超聲波在被測流體中的流速無關，只取決于流體本身的流速。因此目前超聲波流量計多采用頻差法。9、圖11-3-11中RP與R2