8
 Задаци за вежбу прва недеља 1. Мерење тежина врши се помоћу алуминијумске конзоле и мерних трака траке су повезане у мост. а) Ако се мерне траке А и В поставе на места отпорника R 1  и R 2 , тим редом одредити зависност излазног напона од силе и осетљивост. б) Израчунати осетљивост за случај када се само трака А стави на место отпорника R 1  (сматрати да је 1 << ε K ). в) Израчунати резолуције за оба случаја ако је најмањи подеок на волтметру 0, 05 mV Отпорност неистегнуте траке и отпорника константних отпорности (  R 3 ,  R 4  у случајевима а и б, и  R 2  у случају б) износи 100, осетљивост трака је  К =2,1 l=0,4m, b=8cm, h=6mm,  E y =5,110 10  N/m 2 ,  Е =12V. Решење: При дејству силе као на слици трака А доживљава релативно издужење ε , а трака В исто толико  релативно ксраћење ( 2 6 bh  E lF  y = ε ). Тада ће отпорност траке А бити ( ) ε K  R  R  + =  1 0 1 , а траке В ( ) ε K  R  R  =  1 0 2 , где је, према тексту задатка  R 0 =100, колико износе и R 3  и R 4 . а) Излазни напон моста је ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )  F bh  E  EKl F bh  E l  EK K  E  R K  R K  R K  R K  R  E  R  R  R  R  R  R  R  R  E U  y  y i 2 2 0 0 0 2 0 2 0 4 3 2 1 3 2 4 1  3 6 2 4 2 2 1 1 1 1 = = = + + + = + + =  ε ε ε ε ε  А одговарајућа осетљивост је  N mV bh  E  EKl dF dU S  y i 206 , 0 3 2  = = =  б) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )  ( ) ( )  F bh E EKl F bh E l EK K E K K E K K E  R  R K  R  R K  R E  R  R  R  R  R  R  R  R E U  y  y i 2 2 0 0 0 2 0 2 0 4 3 2 1 3 2 4 1 2 3 6 4 4 2 / 1 4 2 2 2 1 1 = = + = + = + + + = + + =  ε ε ε ε ε ε ε  Осетљивост је у овом сл учају  N mV bh  E  EKl dF dU S  y i 103 , 0 2 3 2  = = =  Осетљивост је двоструко мања . в) Резолуцију добијамо тако што једнакост која описује излазни напон диференцирамо, па за први случај добијамо: dF bh  E  EKl dU  y i 2 3 = . Затим са бесконачно малих пређемо на коначне и то најмање мерљиве  разлике силе и излазног напона min 2 min 3 F bh  E  EKl U  y i  = , одакле је резолуција овог сензора силе, у првом случају:  N S U bh  E  EKl U F  i  y i 24 , 0 3 min 2 min min  = = =  У случају под б), на исти начин добијамо да је резолуција  N S U bh  E  EKl U F b i  y i b  48 , 0 2 3 min 2 min min  = = = . Резолуција је већа ако је F min  мање, па се види да је у случају под б) и резолуција двоструко мања тј. слабија. b h l F  B   A  E  R 1  R 2  R 3  R 4 U i

Задаци Са Решењима - Прва Недеља

Embed Size (px)

DESCRIPTION

senzori

Citation preview

  • 1. . ) R1 R2, . ) R1 ( 1

  • 2. . ,

    +

    +

    =

    2

    2

    2

    13118

    3rx

    bpr

    r ,

    +

    +

    =

    2

    2

    2

    31118

    3rx

    bpr

    t

    , b r , . ) r t x/r. . ) Ui=0,8mV. . =1,71011 N/m2, =0,17, r=1m, b=0,7mm. R0=100, k=50, E=6V.

    : ) ( ) ( )

    +++

    +

    +

    ==

    22

    2

    2

    31113118

    3rx

    rx

    Ebpr

    EE yyt

    y

    rr

    =

    =

    =

    22

    2

    22

    2

    2

    313118

    33318

    3rxpC

    rx

    Ebpr

    rx

    Ebpr

    yyr

    , =0

    pEb

    rpCy

    r

    ==

    1

    83

    2

    2

    , . , (R1). ( 2) , .

    pEb

    rpCy

    r

    ==

    1

    83

    2

    2

    .

    32

    32131

    22=

    =

    =

    rx

    rx

    rx

    . 3/2rx = ,

    (R2) . ( . R3 R4 , , . , R1 R2 ).

    ( ) ( )

    +++

    +

    +

    ==

    22

    2

    2

    3131118

    3rx

    rx

    Ebpr

    EE yyr

    y

    tt

    =

    =

    =

    22

    2

    22

    2

    2

    1118

    3118

    3rxpC

    rx

    Ebpr

    rx

    Ebpr

    yyt

    (=0 ), . , , , . , , .

  • ) ( )( ) ( )pKCRKRR r +=+= 101 001 , ( )( ) ( )( ) ( )pKCRKRrKRR rr ==+= 1013/21 0002 ,

    ,

    ( )( )( ) ( )

    ( ) ( )( ) pEbrEKpKCE

    RpKCRpKCRpKCRpKCRE

    RRRRRRRREU

    yi

    =

    =

    +++

    =++

    =

    1

    83

    242

    21111

    2

    2

    000

    20

    20

    4321

    3241

    . pEb

    rEKUy

    i

    =

    13

    16 22

    Pa

    EbrEK

    Up

    y

    i 4

    2

    21022,1

    1316

    =

    =

    3. ( ) ( )20 1 ttRtRPt ++= , ( ) ( )320 '''1' tttRtRNi +++= , R0=250, =3,9810-31/oC,

    =0,58510-61/oC2, `=6,0110-31/oC, `=6,5310-61/oC2, `=1,110-81/3. , ( ). ) R0`, . ) ( ) 140. :

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) 302000000

    320

    20

    '''''''

    '''1'1

    tRtRRtRRRR

    tttRttRtRtRtR NiPte

    ++++++=

    ++++++=+=

    ) , ( `). ,

    . ===+ 4,22'

    '0'' 0000

    RRRR .

    , '00 RR + ,

    ( ) ( )

    +

    +++

    ++= 300

    0

    00

    0000 '

    '''

    ''1' t

    RRR

    tRRRR

    RRtRe ,

    CRRRR

    oe11015,4

    ''' 3

    00

    00 =++

    =

    ) ( ) ( )( )tRRtR eel ++= 1'00 .

    ( )( ) %16,01057,11''' 3

    00

    30 =

    ++=

    =

    tRRtR

    RRR

    eel

    ele

    4. . , ( ) ( )201 1 ttRtR ++= , R0=100 25, =7,6810-31/oC, =1,8810-51/oC2. ) R2 . ) ) , (U=3V, 0,5mV).

    U

    Ui R1

    R2

  • : ( )

    20002

    20

    21

    1 1tRtRRR

    ttRU

    RRRUUi

    +++

    ++=

    +=

    02 RR + ...111 322 ++++

    xyxyxyx

    ,

    1 :

    ( )( )

    ( )

    +

    ++

    +

    ++

    ++

    =

    +

    +

    ++

    +

    +++

    =

    +

    ++

    ++

    ++=

    ...1

    ...111

    1

    22

    02

    02

    02

    202

    02

    02

    02

    0

    02

    0

    22

    02

    02

    02

    0

    02

    02

    02

    0

    2

    02

    0

    02

    002

    20

    tRR

    Rt

    RRR

    tRR

    Rtt

    RRR

    tRR

    RU

    tRR

    Rt

    RRR

    tRR

    Rtt

    RRR

    Ut

    RRR

    tRR

    RRR

    ttRUU i

    , 10-9 , , . :

    +

    ++

    ++

    +=

    ++

    ++

    ++

    +=

    2

    02

    20

    02

    2

    02

    2

    02

    0

    2

    02

    20

    02

    22

    02

    2

    02

    2

    02

    0

    1

    1

    tRR

    RRR

    Rt

    RRR

    RRR

    U

    tRR

    RRR

    Rt

    RRR

    tRR

    RRR

    RUUi

    )

    , 02

    20

    RRR+

    =

    , =

    = 2141

    2

    02 RR

    ) R2

    +

    ++

    = tRR

    RRR

    RUUi

    02

    2

    02

    0 1 ,

    ( ) CmV

    RRRR

    Udt

    dUS o

    i 5202

    20 =+

    ==

    SdtdUi = . , , minmin tSUi = ,

    CS

    Ut oi 1,0minmin =

    =

    5. (NTC) . . 12. ) R1 T1 T0=(T1+T2)/2 T2, ( ) ( ) ( ) ( )1002 TITITITI = . ) R1 , Ti=T0. ) ) ) E=4,5V, T1=273K, T2=313K. : 20 R20=10k, B=4000K. : ( ) ( ) === kRKRTR 10293 200 ,

    00 2020TB

    TB

    eRAAeR

    == . 1 2:

    R1 R() mA

    E

  • ( ) ( ) =====

    keRRAeRKRTR TTB

    TB

    2,27273 01111

    20001

    ( ) ( ) =====

    keRRAeRKRTR TTB

    TB

    18,4313 02211

    2040402 ) ( ) ( ) ( ) ( )1002 TITITITI = ,

    ( )( ) ( )( ) ( ) ( )

    ( )=

    ++

    =

    +++=+++++

    +=

    ++++

    +

    +

    =+

    +

    kRRR

    RRRRRR

    RRRRRRRRRRRRRRRRRRRR

    RRRRR

    ERR

    ERR

    ERR

    E

    59,722

    22222

    22

    20400

    400400201

    40040012

    1400202040012

    1

    20140101

    4001

    01201201401

    ) ( ) ( )TRRETI+

    =1

    . ,

    R1 . 293.

    ( ) ( )( )( )21 TRR

    TRETI+

    = .

    ( ) ( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )( )( )41

    122

    1 2TRR

    TRRTRTRRTRETI+

    ++= .

    ( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )( )

    ( )TRTR

    TRRTRTRRTR

    ==+

    2

    12

    122 (1)

    ( ) TB

    AeTR = , ( ) ( )22 TTRB

    TBAeTR T

    B

    =

    = . (2)

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 4442

    2

    222T

    TBTBRT

    TTRTBRBT

    TTRTTRBT

    TRBTR +==

    =

    = (3)

    (2) (3) (1)

    ( )

    ( )( ) ( ) ( )

    TBTBTR

    TBTBBTRTR

    TTBTBR

    TTRB

    R22

    222

    2

    2

    4

    4

    22

    1 +

    =+

    =+

    =

    =293, R1=7,44k

    ) ( ) ( ) ( ) ( )( )

    ( )( ) ( )( )( )12211121

    12

    12TTTRRTRR

    TRTRETT

    TITISsr ++

    =

    =

    ) KASsr

    33,6= , ) KASsr

    43,6=

    6. NTC R(293)=11k, B=4000K Rb(293)=10k, Bb=3800K. 50. 50 . Ra(T), . ) Rp Rr. ) 70oC.

    Rp Ra(T)

    Rr

    Rb(T)

  • : R Rb 50.

    : ( ) ( ) ===

    keRKRRaB

    aaa 10,32933232931

    3231

    ( ) ( ) ===

    keRKRRbB

    bbb 00,32933232931

    3231

    :

    brpa

    pa RRRR

    RR=+

    + (1)

    ( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( )( )( ) aa

    bb

    a

    b

    p

    ab

    pa

    aapaap RB

    RB

    TR

    TR

    RR

    TRRR

    TRTRRRTRR =

    =

    +=

    +

    +

    1

    12 (2)

    ) (2) =

    = k

    RBRBR

    R

    bb

    aa

    ap 2,72

    1,

    (1) =+

    = 28pa

    pabr RR

    RRRR

    ) 70 ( ) ( ) ==

    keRKRaB

    aa 50,12933432931

    3431

    ( ) ( ) ==

    keRKRbB

    bb 51,12933432931

    3431

    ( ) ( )( ) %83,05,12343343

    343 ==+

    =ab

    rpa

    pab R

    RRRR

    RRRR

    7. (NTC) . : 25 R25=5k, B=3500K, 0 50. ) R1 . ) 0, 10, 20, 30, 40 50 ( mAI 5,0= , 0,01mV).

    : ( )( ) ITRR

    TRRUi +=

    1

    1 , I, .

    ) 25

    ( ). ( ) ( )( ) ( ) ( )( )( )

    ( )( )( )2121

    21

    11 TRRTRRi

    TRIRTRTRTRRTRIRU++

    =

    +=

    ( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )

    ( )( )411

    2212

    12

    TRRiTRRTRTRRTRIRU

    +

    ++=

    (1) 5.

    5, R1 : ( ) =+

    = kTBTBTRR 54,3

    22

    1

    ) ( ) ( )( )( )

    ( )( )( )21221

    21

    21 TRRTTRRi

    TRBIRTRIRUTS++

    =

    == .

    I

    R1 R(T)

    V

    I

    R1 R(T)

    V

  • 4. ( )TSUT i minmin

    =

    = kR 66,140 , = kR 32,910 .....

    K

    mVS 02,130 = , KmVS 43,1510 = ....

    mKT 77,00min = , mKT 65,010min = .....

    8. (NTC), U0=6V. : 20 R20=10k, B=3800K, 10 50. ) R1 . ) ), 0 20.

    : ( )( )TRRTRUU i +

    =1

    0 , I, .

    ) 20

    ( ). ( ) ( )( ) ( ) ( )( )( )

    ( )( )( )2121 10

    10 TRRTRRi

    TRRUTRTRTRRTRUU++

    =

    +=

    ( ) ( )( ) ( ) ( )( )

    ( )( )41

    1

    22

    1

    10

    2

    TRR

    TRRTRTRRTRRUU i

    +

    +

    +

    =

    (1) 5.

    5, R1 : ( ) =+

    = kTBTBTRR 33,7

    22

    1

    ) ( ) ( )( )( )

    ( )( )( )21221 1010 TRRTTRRi

    TRRBUTRRUUTS++

    =

    == .

    = kR 86,250 = kR 1020 .

    K

    mVS 64,520 = KmVS 82,6420 = .

    9. 0-40 (NTC) . . R20=1k ( 20) B=3500K. , . ) R2 . ) 0=273K ( ), m=313K Um=1V. R3 R4 () . ) T0 Tm ( ), t1=2s 90% Tm. : ( )

    ( )

    +

    +

    =43

    3

    21

    1RR

    RRTR

    TREUi (1)

    E

    R1 R2

    R3 R4

    Ui -t

    U0

    Ui R(T)

    R1

  • ) ( )( )( )212

    12 TRRi

    TRERU+

    = ,

    ( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )( )( )412

    122

    12

    122

    2TRRi

    TRRTRTRRTRERU+

    ++=

    ( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )( )

    ( ) ( ) =+

    =

    ==+ 713

    2222 11

    1

    21

    22

    1121 TBTBTRTR

    TR

    TRRTRTRRTR

    ) 273 , (1) ( )

    ( )( )

    37,3273

    273273

    2

    1

    4

    3

    43

    3

    21

    1 ==+

    =+ R

    RRR

    RRR

    RRR

    ( ( ) ==

    keRRB

    40,2273 2931

    2731

    201 ) , 313 VU m 1= , (1)

    ( )( )

    ( ) ===

    +

    +

    =

    keRRV

    RRRR

    R

    UEB

    i 466,031366,2

    1

    1313

    313

    2931

    3131

    201

    3

    421

    1

    ) mi UU 9,0= (1) ( ) = kTR 542,01 , t1=2s KT 309= . ,

    s

    TTTT

    t

    m

    m87,0

    ln 01 =

    = .