【正文】 電阻率，磁導率，幾何尺寸有關，又與線圈的幾何參數(shù)、線圈中的激磁電流頻率有關，還與線圈和導體間的距離有關，因此，可得等效阻抗的函數(shù)差系式為（、）式中為線圈與被測體的尺寸因子。 以上分析可知，若保持，，參數(shù)不變，而只改變參數(shù)。則就僅僅是關于單值函數(shù)。測量出等效阻抗，就可實現(xiàn)對位移量的測量。10． 電渦流的形成范圍包括哪些內容？它們的主要特點是什么？答：電渦流的形成范圍包括電渦流的徑向形成范圍、電渦流強度與距離的關系和電渦流的軸向貫穿深度。 電渦流的徑向形成范圍的特點為：①金屬導體上的電渦流分布在以線圈軸線為同心，以（～）為半徑的范圍之內（為線圈半徑），且分布不均勻。②在線圈軸線（即短路環(huán)的圓心處）內渦流密度為零。③電渦流密度的最大值在附近的一個狹窄區(qū)域內。電渦流強度與距離呈非線性關系。且隨著的增加，電渦流強度迅速減小。當利用電渦流式傳感器測量位移時，只有在=～。電渦流的軸向貫穿深度按指數(shù)規(guī)律分布，即電渦流密度在被測體表面最大，隨著深度的增加，按指數(shù)規(guī)律衰減。11． 電渦流傳感器常用測量電路有幾種？其測量原理如何？各有什么特點？答：電渦流傳感器常用的測量電路有：調頻式測量電路和調幅式測量電路二種。調頻式測量電路如題圖4—11﹙ａ﹚所示，傳感器線圈接入振蕩回路，當傳感器與被測導體距離改變時，在渦流影響下，傳感器的電感變化，將導致振蕩頻率變化，該變化的頻率是距離的函數(shù)，即，該電路輸出是頻率量，固抗干擾性能較好，但的表達式中有電容參數(shù)存在，為避免傳感器引線的分布電容影響。通 題圖4—11﹙ａ﹚電渦流傳感器調頻式測量電路常將封裝在傳感器內，此時電纜分布電容并聯(lián)在大電容上，因而對振蕩頻率的影響大大減小。題圖4—11﹙ｂ﹚電渦流傳感器調幅式測量電路調幅式測量電路如題圖4—11﹙ｂ﹚所示，石英晶體振蕩器起恒流源作用，給諧振回路提供了一個激勵頻率穩(wěn)定的激勵電流，由傳感器線圈、電容器構成一個振蕩電路，其輸出電壓，當金屬導體遠離電渦流傳感器或去掉時，并聯(lián)諧振回路的諧振頻率即為石英振蕩頻率，回路呈現(xiàn)的阻抗最大，諧振回路上的輸出電壓也最大；當金屬導體靠近傳感器線圈時，線圈的等效電感發(fā)生變化，導致回路失諧而偏離了激勵頻率，從而使輸出電壓降低，的數(shù)值隨距離的變化而變化，因此，輸出電壓也隨而變化。第五章？每種類型各有什么特點？各適用于什么場合？答：根據(jù)電容式傳感器的工作原理，電容式傳感器有三種基本類型，即變極距(d)型（又稱變間隙型）、變面積(A)型和變介電常數(shù)(ε)型。變間隙型可測量位移，變面積型可測量直線位移、角位移、尺寸，變介電常數(shù)型可測量液體液位、材料厚度。電容式傳感器具有以下特點：功率小，阻抗高，由于電容式傳感器中帶電極板之間的靜電引力很小，因此，在信號檢測過程中，只需要施加較小的作用力，就可以獲得較大的電容變化量及高阻抗的輸出；動態(tài)特性良好，具有較高的固有頻率和良好的動態(tài)響應特性；本身的發(fā)熱對傳感器的影響實際上可以不加考慮；可獲取比較大的相對變化量；能在比較惡劣的環(huán)境條件下工作；可進行非接觸測量；結構簡單、易于制造；輸出阻抗較高，負載能力較差；寄生電容影響較大；輸出為非線性。？答：采用差動式結構，可以使非線性誤差減小一個數(shù)量級。5－3 圖5—7為電容式液位計測量原理圖。請為該測量裝置設計匹配的測量電路，要求輸出電壓與液位h之間呈線性關系。圖57 電容式液位變換器結構原理圖解：電容式液位計的電容值為：，其中。可見C與液面高度h呈線性關系?？梢钥闯觯摻Y構不宜做成差動形式，所以不宜采用二極管雙T形交流電橋，也不宜采用脈沖寬度調制電路。另外要求輸出電壓與液位h之間呈線性關系，所以不宜采用調頻電路和運算放大器式電路。V環(huán)形二極管電容測量電路原理圖R C V 可以采用環(huán)形二極管充放電法，具體電路如圖所示?？蓪⒅绷麟娏鞅砀臑橹绷麟妷罕砼c負載電阻R的并聯(lián)，R上的電壓為，則有：其中，Cx為電容式液位計的電容值，f為方波的頻率，ΔE=E2E1為方波的幅值，Cd為平衡電容傳感器初始電容的調零電容。當h=0時調節(jié)，則輸出電壓與液位h之間呈線性關系。C0UL5－5 題5—5圖為電容式傳感器的雙T電橋測量電路，已知，，。求的表達式及對于上述已知參數(shù)的值。解：5－8 題5—8圖為二極管環(huán)形電橋檢波測量電路，為恒壓信號源，和是差動式電容傳感器，是固定電容，其值，設二極管正向電阻為零，反向電阻為無窮大，信號輸出經(jīng)低通濾波器取出直流信號。要求：① 分析檢波電路測量原理；② 求橋路輸出信號的表達式；~低通濾波器UpC0C0CC1C2D1D2D3D4eABDABt題5—8圖③ 畫出橋路中、在、三種情況下的波形圖（提示：畫出正負半周的等效電路圖，并標出工作電流即可求出的表達式）。（b）Up為負半周時－~UpC0C0CC2C1DAB＋（a）Up為正半周時＋~UpC0C0CC1C2DAB－解：等效電路為：當Up為正半周時，DD3導通，等效電路如圖（a）所示。當Up為負半周時，DD4導通，等效電路如圖（b）所示。電容、和的阻抗分別為：。則。∵∴當時，，；當時，，所以；當時，，所以。波形如圖所示。0tUp0tUA0teAB0tUB0tUA0tUB21CC0tUA0tUA0teAB0tUB21CC0tUA0tUA0teAB第六章 壓電式傳感器？什么叫縱向壓電效應和橫向壓電效應？答：某些電介質在沿一定的方向上受到外力的作用而變形時，內部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在其表面上產(chǎn)生電荷，當外力去掉后，又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應。這種機械能轉化成電能的現(xiàn)象，稱為“順壓電效應”。反之，在電介質的極化方向上施加交變電場或電壓，它會產(chǎn)生機械變形，當去掉外加電場時，電介質變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為“逆壓電效應”。在石英晶體中，通常把沿電軸x方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應稱為“縱向壓電效應”， 而把沿機械軸y方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應稱為“橫向壓電效應”。？答：其原理利用壓電晶體的電荷輸出與所受的力成正比，而所受的力在敏感質量一定的情況下與加速度值成正比。在一定條件下，壓電晶體受力后產(chǎn)生的電荷量與所感受到的加速度值成正比。第七章 磁電式傳感器？霍爾電勢與哪些因素有關？答：金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流通過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應?；魻栯妱觿莸拇笮≌扔诩铍娏髋c磁感應強度，且當或的方向改變時，霍爾電動勢的方向也隨著改變，但當和的方向同時改變時霍爾電動勢極性不變。