思考与练习

一、填空题

2-1 金属电阻应变片的工作原理是基于金属丝受力后产生机械变形的______。

2-2 已知试件受拉后的轴向应变为1000με，则该试件的轴向相对伸长量为______%。

2-3 一圆柱弹性元件受拉后的轴向应变为0.0018，表示成微应变则为______。

2-4 已知某应变片在输入应变为5000με时电阻变化为1%，则其灵敏系数等于______。

2-5 当桥臂比n＝______时，直流电桥的电压灵敏度最高。

2-6 应变直流电桥测量电路中，全桥灵敏度是单臂电桥灵敏度的______倍。

2-7 应变直流全桥电路中，相邻桥臂的应变片的应变极性应______（选一致或相反）。

2-8 将电阻应变片贴在______上可以构成测力、位移、加速度等参数的传感器。

2-9 若电阻应变片的输入信号为正弦波，则以该应变片为工作臂的交流电桥的输出是______。

二、简答题

2-10 什么是横向效应？为什么箔式应变片的横向效应比丝式应变片小？

2-11 用应变片测量时，为什么必须采取温度补偿措施？

2-12 简述电阻应变片产生温度误差的原因及其补偿方法。

2-13 应变片的选择主要应考虑哪些因素？

2-14 试述单臂应变电桥产生非线性的原因及减小非线性误差的措施。

2-15 如何用电阻应变片构成应变式加速度传感器？

2-16 电阻应变仪的主要组成部分及其功能是什么？

2-17 如何用电阻应变片组成压力测量传感器？

2-18 简述压磁式测力传感器的工作原理。

2-19 力矩测量一般可分为哪几种方法？简述其测量原理。

三、计算题

2-20 一个试件受力后的应变为1000με，应变片的灵敏系数为2，电阻值为120Ω，敏感栅温度系数为-50×10-6/℃，线膨胀系数为14×10-6/℃；试件的线膨胀系数为12×10-6/℃。求温度升高20℃时，应变片输出的相对误差。

2-21 用应变片构成测力传感器，对图2.33中（a）、（b）两种情况，试问：

（1）在图（a）、（b）两种情况下，应分别将应变片接在电桥哪两个臂上？

（2）在图（a）、（b）两种情况下，应分别采用什么措施来抵消温度变化引起的电阻值变化？

2-22 为了测量图2.34所示的悬臂梁的应变，把一个电阻R＝120Ω、K＝2.05的应变片粘贴在梁上，并接入图示的直流电桥中，电桥电源电压为6V，试求：

（1）如果输入应变为1000μm/m，计算电桥输出电压是多少？

（2）如果要求利用电桥电路来进行温度误差的补偿，试提出温度补偿方案，画出应变片的粘贴示意图和电路图，并写出电桥输出电压表达式。

2-23 对于一台用等强度梁作为弹性元件的电子秤，已知梁有效长l＝150mm，固支处宽b0＝18mm，厚h＝5mm，弹性模量E＝2×105N/mm2，贴上4片等阻值、K＝2的电阻应变片，并接入四臂差动直流电桥构成称重传感器。试问：

（1）悬臂量上如何布片？又如何连接桥臂？为什么？

（2）若电桥供电电压为3V，称重1kg时输出电压为多少？

2-24 一圆筒形力传感器的钢质性筒截面面积为19.6cm2，弹性模量E＝2×1011N/m2，μ＝0.3；在圆筒表面粘贴4片阻值为120Ω、K＝2的应变片。

（1）请正确标出4片应变片在圆柱形弹性元件上的位置，绘出相应的直流电桥测量电路，标明应变片的序号，并说明方案的理由。

（2）若电桥供电电压为3V，加载后测得输出电压为Uo＝2.6mV，求载荷大小为多少？

（3）此时，弹性件贴片处的纵向应变和横向应变各为多少？