哈尔滨石油学院第三章问答题计算题.doc

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1、哈尔滨石油学院第三章问答题计算题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：简答题1、传感器：把非电信号转换成电信号的器械。2、压电效应：某些材料的压电效应：如石英、钛酸钡等晶体，当受外力作用时，不仅几何尺寸发生变化，而且内部极化，一些表面出现电荷，形成电场。当外力去掉时，表面又重新回复到原来不带电状态，这种现象称为压电效应。3.简述电容式传感器的工作原理。电容式传感器是一种能将被测物理量转换成电容变化的传感器。它实际上是一个具有一个可变参数的电容器。忽略边缘效应，电容的计算公式为：

2、，式中，——为真空中介电常数；——为极板间介质的相对介电系数，在真空中为1；——极板间的距离；A——极板的介电面积。此式表明，当被测的量使，A或发生变化时，都能引起电容C的变化。2.如何改善单极变极距型电容传感器的非线性？答：为减小非线性误差，一般去极距相对变化范围；为改善非线性，提高灵敏度和减少外界因素(如电源电压、环境温度等)的影响，常采用差动形式。3．试论述电容式传感器的工作原理，并讨论说明，如何做才能使极距变化型电容传感器的灵敏度趋于定值？（即输出与输入成线性关系）；解：电容式传感器是一种能将被测物理量转换成电容变化的传感器。它实际上是一个具有一个可变参数的电容器。忽略

3、边缘效应，电容的计算公式为：如下。其图形为式中，——为真空中介电常数；——为极板间介质的相对介电系数，在真空中为1；——极板间的距离；A——极板的介电面积。此式表明，当被测的量使，A或发生变化时，都能引起电容C的变化，此即电容式传感器的工作原理。由极距变化型传感器的灵敏度S，可知S不是常数，而与极距平方成反比，为获得近似线性关系，通常规定极距变化型电容传感器在极小范围内工作。若极距变化范围为，则有因为在时，经过这种线性化处理后，灵敏度S趋于定值，传感器输出与输入近似的成线性关系。4、试说明涡流式电感传感器的工作原理，并指出改变哪些参数可用于位移、振动测量？改变哪些参数可用于材料

4、检测和无损探伤？（要求画出示意图并结合图说明）答：涡流式电感传感器的变换原理是利用金属体在交变磁场中的涡电流效应，金属板置于一只线圈的附近，相互间距为0当线圈中有一高频交变电流i通过时，便产生磁通，此交变磁通通过邻近的金属板，金属板上便产生感应电流i1，这种电流在金属体内是闭合的，称之为“涡电流”，由于涡流磁场的作用使原线圈的等效阻抗Z发生变化，变化程度与线圈与金属板的距离、金属板的电阻率、磁导率以及线圈激磁圈频率有关。若其它参数不变化，如果只变化，则可作为位移、振动测量；如果只变化或值，则可作为材料检测和无损探伤。若有一金属电阻应变片，其灵敏度，设工作时其应变为，问是多少？若

5、将此应变片与2V直流电源组成回路，试求其应变时回路的电流各是多少？5-83解：,无应变时：有应变：5-93已知两极板电容传感器，其极板面积为A，两极板介质为空气，极板间距，当极距减少时，其电容变化量和传感器的灵敏度为多少？5-93解：