感测技术试卷解答题.doc

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1、2、请呦出直流电桥单臂测量电路图，并推导电桥平衡条件，以及单臂时的输出量3、画岀相敏检波电路，并简单说明该电路作为电感式测最电路时实现判别衔铁移动的原因（或说明经过该电路的输出电压与输入端电压极性无关）。1、写出便间隙式电容传感器电容变化公式，设介电常数为极板面积为A,初始极距为d,极板移动后变化量为x。同时写出该传感器的灵敏度大小近似值2、请砸岀利川交变电流产生交变磁场的涡流式传感器示意图。并解释涡流效应和涡流传感器工作原理。3、解释智能传感器并写出智能传感器主要包括那儿部分和各部分作用2、请写出电阻丝的灵敏

2、度系数表达式，详细解释该灵敏度系数K受那两个因素影响导体和半导体主要考虑那一部分的影响。A1、解：根据题意可知单臂电桥吋电桥的输出电压为:t/（）=-一（也）U当桥臂电阻相等时可简化为：（&+凡）R、U=--UKs4（1）根据题意已知U二V,K二0,£=代入（1）式可得〃（）=所以单臂时大小为2mv.因为双臂的输出是单臂时的2倍，所以双臂输出电压为Uq=2^U单=4mv同理可得全桥时输出电圧为：8mv（2）根据上图可知输出表达式为:/卡U⑴因为Cx是关于极的项所以对首先把Cx表示成极距的项，有:(2)（2）带入

3、（1）可得cccU:.0ur--:U--06/v•……⑶Cx仝耐5根据（3）可知经过该测量电路以后改变了变间隙型的非线性问题。3、解：⑴中间温度定律:EAB(T,T.)=EAB(T,Tl)^EAB(T,T0)Earc(八％)=^ab(丁)+^bc(几)+^ca仏)（2）根据中间温度定律為（八％）二為SG+為（八。由题意已知£^(7,0)=3.189,E4B(Tp0)=1.118,所以(八G=3.189・1.118=2.07ImvZT=76-28=48°CB1、解：(1)根据题意可知K二2.5,R=120Q,=1

4、200m=ks・・•金属单丝灵敏度系数公式有R~R•I△/?=kwR=（2）根据双丝组合式口补偿原理有公式2=空=£1（i）R2K£K

5、所以当K2二4吋，代R1,K1入（1）式，有型=匕-推出/?,=R.2.5所以双丝自补偿时R2二Q2、解:根据题意可知霍尔元件厚度与霍尔元件工作吋输出电动势有关，具体可以表示成。E厂KJB其中k为霍尔元件灵敏度系数且kh=ynde,d为霍尔元件厚度。所以代灵敏度系数入霍尔元件电动势输出公式可以得到：丄=如（1）ndeIB由（1）可以解出（/=』一,因此代I、B、E〃入（1）

6、可得neEn,0.2*40,0.4cl==a=——20^nene3、解：（1）热电效应：把不同金属A、B组成一闭合回路，将其屮一个结点加热,使其温度为T另一结点温度不等于T则在回路产生电流的现象。（2）中间导体定则证明:根据如图所示IL根据屮间导体定则可知需要证明表达式eabc（tj｛））=eab（tj｛））成立。对于表达式Eabc（5）=Eab（八％）左边可写成：Eabc（丁‘人））=Eab（卩）+ErcS）+Eca（T（））（1）右边可写成：'：Eab（T,Tq）=Eab（T）-EM（2）令（1）式T=T.

7、则有对（3）进行移项有:~~Eab仏））=Erc（%）+^ca仏））（勺代（4）式的左边入（1）式可得：(5)Eabc(T，TQ=Eab(T)—Eab(Tq)・•・(5)式等于(2)式，即Eabc(T,T0)=Eab(T,T0)得证。C1、解：V/?I=/?2=/?3=/?4,/.电桥为直流平衡电桥。根据直流电桥工作原理：单臂吋输出电压表达式为:(1)•:代/?!=/?2=Q,U=V入（1）式可得电桥输岀电压为112—宜2*(——)二V4120・•・电桥输出电压为0.005V.根据应变与电阻值相对变化的关系有所

8、以有R1<£代入R=120,△/?=,£二可得:120*0.0022、解:（1）根据求计算电容灵敏度的要求，可以先写出电容传感器的电容计算公式为：C上d（1）•・•已知宽度为4mm,设宽用b表示，长度未知设为a,极距设为d=0.5mm.代所设量进入（1）式。则（1）变化为：所以该电容传感器灵敏度为(2)若两极板和对移动这变化量为前后电容之差，可表示为:wbAC=C^C^=-(^-a-.p⑵Vr/,.ra前为平板的位移相对变化量等于2mm.・・・代变化量入(2)式，可得电容变化，表示为:3、解：£*4*20.5

9、(1)根据热电偶的屮间温度的基本定律有:根据题意可求得Eab(T，TJ，Eab(T19T0)且大小为Ear(T,T{)=800*0.08=16mv,EAB⑺，兀)=25*0.08=2mv...代(2)入(1)可得EA5(T,0)=18mv(2)根据(1)已知屮间温度表达式如(1)式写成：為(7)=%(T，G+陰⑺，兀)要证明屮间温度成立，可把(1)式右边的项用结点电势表示，所以有E