机械工程测试技术_课后习题及答案B.doc

【机械工程测试技术】课程涉及的核心知识点主要包括传感器与敏感元件的应用和原理。以下是对这些知识点的详细阐述： 1. **传感器的基本概念**：传感器是一种能够感知特定物理或化学信号，并将其转换为易于处理的电信号的设备。在机械工程中，传感器广泛用于监测和控制各种工程参数。 2. **弹性敏感元件的影响因素**：在机械式传感器中，线性度通常受到弹性敏感元件的蠕变和弹性后效的影响。蠕变是指材料在恒定负荷下随时间发生的变形，而弹性后效则是指卸载后材料不能立即恢复到原始形状的现象，这些都会影响传感器的线性响应。 3. **常见的机械式传感器**：包括气压表（利用气体压力变化进行测量）、弹簧秤（利用弹性形变测量重力）、双金属片温度传感器（利用金属片对温度变化的热膨胀性质）、液体温度传感器（通过液体体积随温度变化进行测量）和毛发湿度计（利用毛发对湿度的敏感性来测量湿度）。 4. **电阻丝应变片与半导体应变片的区别**：电阻丝应变片主要依赖材料的形变效应，灵敏度较低，但性能稳定；半导体应变片则基于压阻效应，灵敏度高，但稳定性较差。选择时需考虑测量精度、现场环境和灵敏度需求。 5. **电阻应变片的计算与应用**：电阻应变片的灵敏度Sg与其应变的关系为ΔR/R=Sgε，可以通过计算确定应变引起的电阻变化。在实际应用中，常采用电桥电路来提高测量精度和消除非线性影响。 6. **电感传感器的灵敏度因素**：电感传感器的灵敏度与磁路横截面积、线圈匝数、电源角频率、铁芯磁导率和气隙大小等因素相关。优化这些参数可以提高灵敏度，但也可能导致尺寸增大、重量增加、非线性误差增大等问题。 7. **电容式、电感式和电阻应变式传感器的测量电路比较**：三者都可能采用电桥电路，但电阻应变式传感器可使用直流电桥，而电容式和电感式则不行。此外，电容式和电感式传感器的测量电路更为多样化，可以使用调幅和调频电路。 8. **电容测微仪的计算**：电容测微仪的电容变化与极板间距的改变有关，可以根据电容公式计算出电容的变化量。通过测量电路的灵敏度，可以进一步计算出读数仪表的指示值变化。 9. **变阻器式传感器的接线分析**：这种传感器的输入量是电刷相对于电阻元件的位移，输出量是电刷端点的电阻Rx。在接入分压式测量电路时，输出电压uo与输入位移呈线性关系，从而实现线性测量。 总结来说，机械工程测试技术涵盖了传感器的种类、工作原理、影响因素、性能对比以及实际应用中的计算方法和电路设计。理解并掌握这些知识点对于机械工程领域的实践和理论研究至关重要。