发布时间 : 星期四 文章（最新部分）传感器原理及工程应用郁有文版习题参考答案更新完毕开始阅读405fa54bf18583d0496459c7
课后习题参考答案
解：已知：A0＝1.5cm2，?0?4??10?7H/m，W?3000。
?LW2?0A030002?4??10－7?1.5?10－4单端式传感器的灵敏度为＝?＝33.9?H/m? 22－2??2?02?0.5?10??若将其做成差动结构形式，则灵敏度为单线圈式的两倍，且线性度也会得到明显改善。
4-9分析图4-9图，已知空气隙的长度为x1和x2，空气隙的面积为A，磁导率为?，线圈匝数W保持不变，分析图中自感传感器动铁心左右移动时（x1和x2发生变化），自感L的变化情况。
lx1Wx2LW?W2??解：线圈中的自感量：L?， IIRm ?磁路总磁阻：Rm?x1xx?x2?2?1 ， ?A?A?Ax1?x2不变，?A动铁心左右移动时x1和x2各自会发生变化，但x1?x2之和保持不变，即Rm?W2所以自感L?不变。
Rm第5章 电容式传感器（P99）
5-3 图5—7为电容式液位计测量原理图。请为该测量装置设计匹配的测量电路，要求输出电压U0与液位h之间呈线性关系。
Dd?Hh?1
电容式液位变换器结构原理图
《传感器原理及其工程应用》第三版郁有文 西安电子科技大学出版社
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课后习题参考答案
解：电容式液位计的电容值为：C?C0?2?h(?1??)2??H，其中C0?。
DD1n1ndd可见C与液面高度h呈线性关系。
可以看出，该结构不宜做成差动形式，所以不宜采用二极管双T形交流电桥，也不宜采用脉冲宽度调制电路。另外要求输出电压U0与液位h之间呈线性关系，所以不宜采用调频电路和运算放大器式电路,可以采用环形二极管充放电法，具体电路如图所示。
CxVD1AE2eBAVD2i1i4i2CCRDi3VD4E1T1T2VD3Cd
可将直流电流表改为直流电压表与负载电阻R的并联，R上的电压为U0，则有：
U0?RI?Rf?E(Cx?Cd)，其中，Cx为电容式液位计的电容值，f为方波的频率，ΔE=E2-E1为方
波的幅值，Cd为平衡电容传感器初始电容的调零电容。当h=0时调节Cd?C0?2??H，则输出电压U0D1nd与液位h之间呈线性关系。
5-5 题5-5图为电容式传感器的双T电桥测量电路，已知R1?R2?R?40k?，RL?20k?，e?10V，
f?1MHz，C0?10pF，C1?10pF，?C1?1pF。求UL的表达式及对于上述已知参数的UL值。
VD1VD2eBAR2C0R1C1RL
UL?R(R?2RL)(R?RL)2?RLUf(C1?C0)?20?10?1?106?1?10?12
解：
?40?(40?2?20)?40?20?2?0.18?V?《传感器原理及其工程应用》第三版郁有文 西安电子科技大学出版社
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课后习题参考答案
5-6 差动电容式传感器接入变压器交流电桥，当变压器副边两绕组电压有效值均为U时，试推到电桥空载输出电压Uo与Cx1,Cx2的关系式。若采用变截距型电容传感器，初始截距均为?0，改变??后，求空载输出电压Uo与??之间的关系式。
2U?U??U?Cx1Cx2?Uo?
解：（1）设Z1?11，Z2?，
j?Cx2j?Cx1Z2Z?Z1Z?Z1C?Cx22U?U?2U，把上式代入可得：Uo?2U?x1U；
Z1?Z2Z1?Z2Z1?Z2Cx1?Cx2由图可知Uo?（2）设Cx1?∴Uo??A?A，Cx2?，
d0??dd0??dCx1?Cx2?dU?U。
Cx1?Cx2d0C?Cx2?A?A?dU??U） ，Cx2?有Uo?x1d0??dd0??dCx1?Cx2d0（或者：Cx1?5－7
5－8 题5—8图为二极管环形电桥检波测量电路，Up为恒压信号源，C1和C2是差动式电容传感器，C0是固定电容，其值C0??C1，C0??C2，设二极管VD1~VD4正向电阻为零，反向电阻为无穷大，
信号输出经低通滤波器取出直流信号eAB。
C0VD1VD2ABDC1UptCC0VD3VD4C2低通滤波器eAB
要求：
① 分析检波电路测量原理；
② 求桥路输出信号eAB?f?C1,C2?的表达式；
③ 画出桥路中UA、UB、eAB在C1?C2、C1?C2、C1?C2三种情况下的波形图（提示：画出Up《传感器原理及其工程应用》第三版郁有文 西安电子科技大学出版社
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课后习题参考答案
正负半周的等效电路图，并标出工作电流即可求出eAB的表达式）。 解：等效电路为：
CC0C1DU?pC0?BC2?a?Up为正半周时
CC0C1DUp?C0?BC2?b?Up为负半周时
当Up为正半周时，D1、D3导通，等效电路如图（a）所示。 当Up为负半周时，D2、D4导通，等效电路如图（b）所示。 电容C10、C1和C2的阻抗分别为：Z0?j?C，Z111?，Z2?j?C。 0j?C12则UA?Z1Z?ZUZp，UB?2ZUp。
10Z2?0eZ?Z?AB＝UB?UA?Up?02?Z1ZZZ?UCp0?C1?C2?
1?0??Z2?0??C0?C1??C0?C2?∵C0??C1，C0??C2 ∴eAB?C1?C22CU?1?CpCUp 020当C1?C2时，Z1?Z2，UA＝UB，eAB＝0； 当C正半周时，UA?UB，即0?UA?UB1?C2时，Z1?Z2，
UpU，所以eAB?0；
p负半周时，UA?UB，即UA?UB?0当CUp正半周时，UA?UB，即UA?UB?01?C2时，Z1?Z2，U，所以eAB?0。
p负半周时，UA?UB，即0?UA?UB波形如图所示。
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