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1、课后习题参考答案第5章 电容式传感器(P99)5-3 图57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,要求输出电压与液位h之间呈线性关系。电容式液位变换器结构原理图解:电容式液位计的电容值为:,其中。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。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,则有:,其中,Cx为电容式液位计的电容值,f为方波的频率,E=E2-
2、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,则输出电压与液位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,。求的表达式及对于上述已知参数的值。解: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与的关系式。若采用变截距型电容传感器,初始截距均为,改变后,求空载输出电压与之间的关系式。解:(1)设,由图可知,把上式代入可得:; (2)设,。(或者:,有)5758 题58图为二极管环形电桥检波测量电路,为恒压信号源,和是差动式电容传感器,是固定电容,其值,设二极管正向电阻为零,反向电阻为无穷大,信号输出经低通滤波器取出直流信号。要求: 分析检波电路测量原理; 求桥路输出信号的表达式; 画出桥路中、在、三种情况下的波形图(提示:画出正负半周的等效电路图,并标出工作电流即可求出的表达式)。解:等效电路为: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、和的阻抗分别为:,。则,。当时,;当时,所以;当时,所以。波形如图所示。5