感测技术试卷解答题

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1、2、请画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、画出相敏检波电路，并简单说明该电路作为电感式测量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、请画出利用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几部分和各部分作用2、请写出电阻丝的灵敏度系数表达式，详细

2、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时电桥的输出电压为：当桥臂电阻相等时可简化为：…………………..(1)根据题意已知U=V,K=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=4mv同理可得全桥时输出电压为：8mv2、解：（1）电路如图：（2）根据上图可知输出表达式为：………………..(1)因为是关于极的项所以对首先把表示成极距的项，有：………………..(2)（2）带入（1）可得…….(3)根据（3）可知经过该测量电路

3、以后改变了变间隙型的非线性问题。3、解：（1）中间温度定律：（2）根据中间温度定律由题意已知=3.189，=1.118，所以=3.189-1.118=2.071mv⊿T=76-28=48℃B1、解：(1)根据题意可知K=2.5，R=120，∵金属单丝灵敏度系数公式有且∴==…….(2)根据双丝组合式自补偿原理有公式（1）所以当K2=4时，代R1,K1入（1）式，有推出=所以双丝自补偿时R2=2、解：根据题意可知霍尔元件厚度与霍尔元件工作时输出电动势有关，具体可以表示成。其中K为霍尔元件灵敏度系数且，d为霍尔元件厚度。所以代灵敏度系

4、数入霍尔元件电动势输出公式可以得到：………………….(1)由（1）可以解出,因此代I、B、入（1）可得=3、解：（1）热电效应：把不同金属A、B组成一闭合回路，将其中一个结点加热，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：根据如图所示且根据中间导体定则可知需要证明表达式成立。对于表达式左边可写成：………….(1)右边可写成：∵…………….(2)令（1）式则有……..(3)对（3）进行移项有：………………….(4)代（4）式的左边入（1）式可得：…………………(5)∴（5）式等于（2）式，即得证

5、。C1、解：∵，∴电桥为直流平衡电桥。根据直流电桥工作原理：单臂时输出电压表达式为：…………….(1)∴代=，U=V入（1）式可得电桥输出电压为=V∴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以有代入R=120,=,=可得：=2、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：…………………..(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）若两极板相对移动这变化量为前后电容之差，可

6、表示为：……………..(2)∵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:(1)根据热电偶的中间温度的基本定律有：……根据题意可求得，且大小为=16mv，=2mv…代（2）入（1）可得=18mv(2)根据（1）已知中间温度表达式如（1）式写成：要证明中间温度成立，可把（1）式右边的项用结点电势表示，所以有同理……..把（3）、（4）右边代入（1）可得消掉相同项得到：所以中间温度定律得证。