11、简述热导式气体分析仪器工作原理. 12、简述差动变压器工作原理.
13、简述压电式传感器的工作原理. 14. 简述光纤传感器的优点
15．简述无线传感器网络定义和组成
五、计算、分析题
1、 图1为一直流应变电桥，E = 16V，R1=R2=R3=R4=700Ω， 求：①R1为应变片其余为外接电阻， R1增量为△R1=3.5Ω时输出U0=?。
②R1、R2是应变片，感受应变极性和大小相同,其余为电阻，电压输出U0=?
③R1、R2感受应变极性相反,输出U0=?。
④R1、R2、R3、R4都是应变片,对臂同性，邻臂异性，电压输出U0=?。 1 U0=U(( R1+△R1 )* R3+ R2* R4)/( (( R1+△R1 )+ R4) ( R2 +R3))
=0.02V 图1 2 U0=U(( R1+△R1 )* R3+ ( R2+△R2 )* R4)/( (( R1+△R1 )+ R4) (( R2+△R2) +R3)) =0
3 U0=U(( R1+△R1 )* R3+ ( R2-△R2 )* R4)/( (( R1+△R1 )+ R4) (( R2-△R2) +R3)) = 0.04V
4 U0=U(( R1+△R1 )* ( R3+△R3)+ ( R2-△R2 )* ( R4-△R4 ))/( (( R1+△R1 )+ ( R4-△R4 )) (( R2-△R2) +( R3+△R3 ))) =0.08V
2、带有相敏整流电桥的差动自感传感器电桥测量电路如下，假设衔铁处于中间位置时Z1=Z2=Z，R1=R2，其中Z1，Z2为差动自感传感器线圈阻抗，试分析其测量原理，说明为什么能够消除零点残余电压的影响。
3、已知超声波传感器垂直安装在被测介质底部，超声波在被测介质中的传播速度1460m/s，测的时间间隔为40?s,求物位的高度？ 包层
n2??n0
? ??i2?c?in14、求图2所示光纤n1 =51/2/2, n2 =31/2/2的数纤芯值孔径值。如光纤外部介质的n0 =1，求最大入射角?i =？
6
y(t)图2
?1.05、分析图示参数的含义.
0.9
td 0.5 0tr
tp
6、分析如图3所示自感传感器当动铁心左右移动（x1,x2生变化时自感L变化情况。已知空气隙的长度为x1和x2，气隙的面积为S，磁导率为μ，线圈匝数W不变）。
图3
9、下图左是电容式差压传感器，金属膜片与两盘构成差动电容C1、C2 ,两边压力分别为P1、P2。下图右为二极管双T型电路，电路中电容是左图中差动电容，UE电源是占空比为50%的方 波。试分析：
1）当两边压力相等P1=P2时负载电阻RL上的电压U0值； 2） 当P1>P2时负载电阻RL上电压U0大小和方向（正负）。
10、下图为变极距型平板电容传感器的一种测量电路，其中CX为传感器电容，C为固定电容，假设运放增益A=∞，输入阻抗Z=∞；试推导输出电压U0与极板间距的关系，并分析其工作特点。
t发空
7 11、下图为一直流应变电桥，其中，E=4V，R1=R2=R3=R4=120Ω，试求：
（1）R1为应变片，其余为外接电阻，当R1的增量为ΔR1=1.2Ω时，电桥输出电压为多少？ （2）R1、R2均为应变片，批号相同，感受应变的极性和大小相同，其余为外接电阻，电桥输出电压为多少？
（3）R1、R2均为应变片，批号相同，感受应变的极性相反，且?R1??R2?1.2?，其余为外接电阻，电桥输出电压为多少？
（4）由题（1）~（3）能得出什么主要结论？
答（1）U0=1(3) U0=
(2) U0=0(V)
?R11.2U=1××4=0.01(V)=10(mv) 4R41201?RU=20(mV) 2R(4)由（１）～（３）可以看出，双臂电桥比单臂电桥灵敏度提高一倍；可利用双臂电桥消除温度变化对测量误差的影响。
R4R3U0R1FR1R2R2E图3－2 应变式等强度悬臂梁力传感
14、今有一悬臂梁，在其中上部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，如图F1-5所示。该梁在其悬臂梁一端受一向下力F=0.5N,试求此时这四个应变片的电阻值。已知：应变片灵敏系数K=2.1;应变片空载电阻R0=120Ω。
15、 图F1-6所示一受拉的10#优质碳素钢杆。
1）试用允许通过的最大电流为30mA的康铜丝应变片组成一单臂受感电桥。试求出此电桥空载时的最大可能的输出电压（应变片的电阻为120Ω）。 16、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR表示应变片发生应变后，电阻值的变化量。当应变片不受力，无应变时ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片应变后电阻值的变化量。
R2 a R3 d R4 c R1 b Ucd 试证:Ucd=-(E/2)(ΔR/R)。(15分)
E
8 17、 某直流电桥测量电阻Rx ，当电桥平衡时，三个桥臂电阻分别为R3=100Ω，R2=50Ω， R4=25Ω。求电阻Rx等于多少？
18、拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路。试问，（1）四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？（2）画出相应的电桥电路图。
19、图2-29为一直流应变电桥。（注：把图画上）图中E=4V，R1=R2=R3=R4=120Ω，试求： （1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1的增量为ΔR1=1.2Ω时，电桥输出电压U0及非线性误差各为多少？
（2）R1、R2都是应变片，且批号相同，感受应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，问能否进行应变测量？
（3）题（2）中，如果R2与R1感受应变的极性和大小相反，且|ΔR1|=|ΔR2|=1.2Ω，问输出电压U0及非线性失真各为多少？
（4）由题（1）~（3）能得出什么结论与推论？
20、在材料为钢的实心圆柱试件上，沿轴线和圆周方向各贴一组电阻为120?的金属应变片
?=0.285，应变片灵敏系数k=2，电桥电源电压U=2V，Ri(i=1~8)如
当试件轴向压缩时，测得应变片Ri（i = 1~4）的电阻变化?R=0.48?，试求： （1）应变量?。
（2）画出电桥的形式，并说明其理由。 （3）试求电桥的输出电压。 答：
0.48?R120?0.002(mm/mm)R??k????(1) Rk2?R(2)双臂电桥电路如图
kU????(?1??2??3??4)
4U?R20.48U??2??0.004(V) =k?2??=
2R21204=４（mv）
方法二，采用单臂电桥（电桥电路略） Ｕ０＝２（mv）
21、被测电压的实际值在10V左右，现有100V，0.5级和15V，1.5级两块电压表，选择哪块电压表测量更合适，并说明其原因。（5分） 答：100V，0.5级 ?U1=?100?0.5/100=?0.5V 15V，1.5 级 ?U2=?15?1.5/100=?0.225V
选第二块电压表较合适，因为测量绝对误差小，而且10V实际电压可达满量程2/3，减少测量误差。
(3) 方法一：U0=
9