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o所以，动态误差t1?t2?300?285.15?14.85(C)。
25℃
R1 F 题3－6图
3-1 什么是应变效应？什么是压阻效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。 【答】
1、所谓应变效应是指金属导体在外界作用下产生机械变形（拉伸或压缩）时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为电阻应变效应。
2、半导体材料的电阻率ρ随作用应力的变化而发生变化的现象称为压阻效应。
3、应变式传感器的基本工作原理：当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量得大小。 3-2 试述温度误差的概念、产生的原因和补偿的办法。 【答】
1、由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差， 称为应变片的温度误差。
2、产生的原因有两个：一是敏感栅的电阻丝阻值随温度变化带来的附加误差；二是当试件与电阻丝材料的线膨胀系数不同时，由于环境温度的变化，电阻丝会产生附加变形，从而产生附加电阻变化。 3、电阻应变片的温度补偿方法通常有：线路补偿和应变片自补偿 。
3-3 电阻应变片的直流电桥测量电路，若按不同的桥臂工作方式可分为哪几种？各自的输出电压如何计算？
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【答】
1、可分为：单臂电桥、半差动电桥和全差动电桥三种。
E?R2、单臂电桥输出电压为：U0?
4R半差动电桥输出电压为：U0?E?R
2R?R R
全差动电桥输出电压为：U0?E3-4 拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥测量电路，试问： （1）四个电阻应变片怎样贴在悬臂梁上？ （2）画出相应的电桥电路。 【答】
1、在悬臂梁力传感器中，一般将应变片贴在距固定端较近的表面，且顺梁的方向上下各贴两片，上面两个应变片受压时，下面两个应变片受拉，并将四个应变片组成全桥差动电桥。这样既可提高输出电压灵敏度，又可减小非线性误差。
图3-1等截面积悬臂梁
2、差动全桥测量电路
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图3-2差动全桥测量电路
3-5 题3-3图为一直流电桥，图中E=4V，R1= R2= R3= R4=120Ω，试求：
（1）R1为金属应变片，其余为外接电阻，当R1的增量为ΔR1=1.2Ω时，电桥输出的电压U0=? （2）R1 、R2都是金属应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，电桥输出的电压U0=?
（3）题（2）中，如果R2 与R1感受应变的极性相反，且ΔR1=ΔR2=1.2Ω，电桥输出的电压U0=?
图3-3直流电桥测量电路
【解】
1、电桥输出电压为 ：
?R1??R1R3120?1.2120?U0?E???4?(?)??9.95mV?10mV
(R??R)?RR?R240?1.22401234?1?2、电桥输出电压为 ：
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?R3?R1??R1U0?E????0mV
(R??R)?(R??R)R?R12234??13、当R1受拉应变，R2受压应变时，电桥输出电压为 ：
?R3?R1??R1121.21U0?E???4?(?)?20mV ?(R??R)?(R??R)R?R240212234??1当R1受压应变，R2受拉应变时，电桥输出电压为 ：
?R3?R1??R1118.81U0?E???4?(?)??20mV ?2402?(R1??R1)?(R2??R2)R3?R4?
3-6 题3-4图为等强度梁测力系统，R1为电阻应变片，应变片灵敏度系数K=2.05，未受应变时，R1=120Ω。当试件受力F时，应变片承受平均应变ε=800μm/m，试求： （1）应变片电阻变化量ΔR1和电阻相对变化量ΔR1/R1。
（2）将电阻应变片R1置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V，求电桥输出电压及电桥非线性误差。
（3）若要减小非线性误差，应采取何种措施？分析其电桥输出电压及非线性误差大小。
3－6 题3－6图为等强度悬臂梁测力系统，R1为电阻应变片，应变片灵敏系数K＝2.05，未受应变时，R1?120?。当试件受力F时，应变片承受平均应变?＝800?m/m，试求：
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① 应变片电阻变化量?R1和电阻相对变化量?R1/R1。
② 将电阻应变片R1置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V，求电桥输出电压及电桥非线性误
差。
③ 若要减小非线性误差，应采取何种措施？分析其电桥输出电压及非线性误差大小。
?4已知：K＝2.05，R1?120?，??800?m/m?8.00?10，E?3V
求：?R1/R1，?R1，U0， ?L 解：
?4?3①应变片的电阻相对变化量为 ?R1/R1?K??2.05?8.00?10?1.64?10
电阻变化量为
??R??R1?R1?1??120?1.64?10?3?0.1968???
?R1?②设电桥的倍率n＝1，则电桥的输出电压为
U0B??R1?E??R1?3?3?3E??????1.64?10?1.23?10?V? 2?4?R1?4?1?n??R1?n?R1??R1?2RR11电桥的非线性误差为 ?L?????R1??1??R1?1?n???2R1R??1?
??1.64?10?3???0.08% ?3?2?1.64?10??R1 F R1 R4 R2 BR1＋?R1AR3DER2－?R2CR4
BR1＋?R1AR2－?R2C＋
＋Uo
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Uo－R3－?R3R4＋?R4DE－(a)(b)
传感器原理及工程应用(第三版)课后题答案-------郁有文---常健---程继红-著
