传感器与检测技术

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传感器与检测技术

2024-07-12 23:16| 来源: 网络整理| 查看: 265

9.23 设某循环码盘的初始位置为“1000”,利用该循环码盘测得结果为“0110”(设位移未超过一圈),其实际转过的角度是多少?如果给定码盘半径为1 cm,则位移为多少?

\theta=2\pi\times \frac{4}{16}=\frac{\pi}{2}

x=r\theta =0.01\times\frac{\pi}{2}=0.0157m

9.27 已知某计量光栅的栅线密度为100线/mm,栅线夹角\mathbf{\theta=0.1^{\circ}}。试求:

(1)该光栅形成的莫尔条纹间距为多少?

B_H=\frac{W}{\theta}=\frac{0.01}{0.001745}=5.73mm

(2)若采用该光栅测量线位移,已知指示光栅上的莫尔条纹移动了15条,则被测线位移为多少?

x=15\times0.01=0.15mm

(3)若采用四只光敏二极管接收莫尔条纹信号,并且光敏二极管响应时间为\mathbf{10^{-6}s},问此时的光栅允许最快的运动速度v是多少?

v=\frac{x}{t}=\frac{10^{-5}}{10^{-6}}=10m/s

10.5 请根据气体对红外线有选择性吸收的特性,设计一个红外线气体分析仪器。使其能对气体的成分进行分析。(提示:不同气体对红外线能量的吸收是不同的)

利用气体对红外线选择性吸收这一特性,设置一个测量室和一个参比室。测量室中含有一定量的被分析气体, 对红外线有较强的吸收能力, 而参比室(即 对照室)中的气体不吸收红外线, 因此两个气室中的红外线的能量不同, 将使气室内压力不同, 导致薄膜电容的两电极间距改变, 引起电容量 C 变化, 电容量 C 的变化反映被分析气体中被测气体的浓度。

光源由铂铬纪通电加热发出 3 \sim 10 \mu \mathrm{m}的红外线,同步电动机带动切光片旋转, 切光片将连续的红外线调制成脉冲状的红外线, 以便于红外探测器探测。

设置滤波气室以消除干扰气体对测量结果的影响。

10.13 在用脉冲回波法测量厚度时,利用何种方法测量时间间隔\Delta t有利于自动测量?若一直超声波在被测试件中的传播速度为5480m/s,测得时间间隔为\mathbf{25\mu s},试求被测试件的厚度。

用稳频晶振产生的时间标准信号来测量时间间隔。

d=\frac{v\Delta t}{2}=\frac{5480\times 25\times 10^{-6}}{2}=0.0685m

10.15 试述时差法测流量的基本原理,存在的主要问题及改进方法。

基本原理:

 A为发射换能器,B为接收换能器,超声波为顺流方向传播,传播速度为c+v\cos\theta

被测流体的平均流速可计算得到:

v\approx \frac{c^2}{2L\cos\theta}\Delta t

得到流体流速v后,再根据管道流体的截面积,即可求得被测流体的流量。

存在问题:

在采用该方法测流量时, 测量精度主要取决于 \Delta t 的测量精度。同时, 由于被测流量与超声波传播速度 c有关, 而声速 c一般随介质的温度变化而变化, 因此将造成温漂。

改进方法:

提高\Delta t的测量精度,引入声速随温度变化补偿公式。



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