第6章---寄生参数
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第1章 传感与检测技术基础第2章 电阻式传感器 第3章 电感式传感器1、电感式传感器有哪些种类?它们的工作原理分别是什么?2、说明3、变气隙长度自感式传感器的输出特性与哪些因素有关?怎样改善其非线性?怎样提高其灵敏度?答:根据变气隙自感式传感器的计算式:00022l S W L μ=,线圈自感的大小,即线圈自感的输出与线圈的匝数、等效截面积S 0和空气中的磁导率有关,还与磁路上空气隙的长度l 0有关;传感器的非线性误差:%100])([200⨯+∆+∆= l ll l r 。
由此可见,要改善非线性,必须使l l∆要小,一般控制在0.1~0.2。
(因要求传感器的灵敏度不能太小,即初始间隙l 0应尽量小,故l ∆不能过大。
)传感器的灵敏度:20022l S W dl dL l L K l ⨯-=≈∆∆≈μ,由此式可以看出,为提高灵敏度可增加线圈匝数W ,增大等效截面积S 0,但这样都会增加传感器的尺寸;同时也可以减小初始间隙l 0,效果最明显。
4、试推导 5、气隙型 6、简述 7、试分析 8、试推导 9、试分析 10、如何通过11、互感式12、零点残余电压产生的原因是什么?怎样减小和消除它的影响?答:在差动式自感传感器和差动变压器中,衔铁位于零点位置时,理论上电桥输出或差动变压器的两个次级线圈反向串接后电压输出为零。
但实际输出并不为零,这个电压就是零点残余电压。
残差产生原因:①由于差动式自感传感器的两个线圈结构上不对称,如几何尺寸不对称、电气参数不对称。
②存在寄生参数;③供电电源中有高次谐波,而电桥只能对基波较好地预平衡。
④供电电源很好,但磁路本身存在非线性。
⑤工频干扰。
差动变压器的零点残余电压可用以下几种方法减少或消除:①设计时,尽量使上、下磁路对称;并提高线圈的品质因素Q=ωL/R;②制造时,上、下磁性材料性能一致,线圈松紧、每层匝数一致等③采用试探法。
在桥臂上串/并电位器,或并联电容等进行调整,调试使零残最小后,再接入阻止相同的固定电阻和电容。
第6章生态系统中的能量流动第一节能量流动的基本原理1.生态系统的能源按照其来源途径可分为两大类型:1)太阳辐射能:是生态系统中能量的最主要来源。
2)辅助能:除太阳辐射能以外,其他进入系统的任何形式的能量。
辅助能可分为:-自然辅助能:如潮汐作用、风力作用、降水和蒸发作用。
-人工辅助能:如施肥、灌溉等。
包括生物辅助能和工业辅助能。
2.生态系统的能量流动规律生态系统是一个热力学系统。
其能量的传递、转换遵循热力学的两条定律:1)第一定律:即能量守恒定律。
能量可由一种形式转化为其他形式,能量既不能消灭,又不能凭空产生。
第一定律:A = B + C2)第二定律:即熵律。
任何形式的能转化到另一种形式能的自发转换中,不可能100%被利用,总有一些能量以热的形式被耗散出去,使系统的熵值和无序性增加。
第二定律:C < A生态系统中能流特点:1)能流在生态系统中是变化着的;2)生态系统的能流是单向的和不可逆的;3)能量在生态系统内流动的过程,就是能量不断递减的过程;4)能量在流动过程中,质量逐渐提高。
第二节能量流动的渠道1.食物链概念:植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中传递,各种生物按其食物关系排列的链状顺序称为~。
食物链的类型:1)捕食食物链:由植物开始,到草食动物,再到肉食动物,以活的有机体为营养源的食物链。
如:草原上:青草-野兔-狐狸-狼;湖泊中:藻类-甲壳类-小鱼-大鱼。
2)腐食食物链:又称碎屑食物链。
以死亡的有机体(植物或动物)及其排泄物为营养源,通过腐烂、分解,将有机物质还原成无机物质。
如:植物残体-蚯蚓-线虫类-节肢动物。
3)寄生食物链:以活的动、植物有机体为营养源,以寄生方式生存的食物链。
一般以较大动物开始再到较小生物,个体数量也有由少到多的趋势。
如:哺乳动物-跳蚤-原生动物-细菌-病毒。
4)混合食物链:构成食物链的各链节中,既有活食性生物成员,又有腐食性生物成员。
如:稻草养牛-牛粪养蚯蚓-蚯蚓养鸡-鸡粪养猪-猪粪养鱼。
第6讲微带元件与集中元件如今,微波集成电路在微波工程中已得到广泛应用,成为微波电路的主流。
微波集成电路的基本构成之一就是微带元件,因此,如何处理和利用微带不连续是设计微带电路的关键。
微带是半开放结构且由多层媒层(至少两层)构成,边界条件复杂,所以,理论分析与计算比较困难。
解析方法:保角变换法和波导模型法。
数值方法: 有限元法、有限差分法和矩量法等。
●保角变换法根据微带主模为准TEM模、横截面上场分布近似为静场的特性,利用复变函数的保角变换将微带变换成两侧为磁壁、上下为电壁的平板波导,然后求出微带的特征参数。
这种方法的缺点是无法处理高次模,因而很少用于分析微带不连续性。
●波导模型法将微带等效为波导,然后利用近似方法如变分法、模式匹配法等求解,这种方法在处理微带不连续上特别有效,但比保角变换法要复杂得多。
6.1微带的开路端微带的开路端并不是理想开路,因为在微带中心导带突然终断处,导带末端将出现剩余电荷,引起边缘电场效应。
微带开路端电场相对集中,可以等效为一电容。
由于一段短开路线可以等效为电容,所以微带的开路端可以用一段理想开路线等效,于是实际的开路端相比于理想开路线缩短了一小段,称为开路线缩短效应。
图6-1微带开路端及其等效电路C 开路⇔⇔一个常用的缩短长度l ∆的公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=∆A ctg W A W A arcctg l e e λππλ22242 (6-1) 式中,e λ为微带波导波长,2ln 2πhA =,h W 、分别为微带导带宽度和基片厚度。
实践表明,在氧化铝陶瓷基片上,阻抗为Ω50左右的开路端,h l 33.0=∆是个很好的修正项。
6.2 微带阶梯当两根中心导带宽度不等的微带线相接时,在中心导带上就出现了阶梯。
研究微带阶梯常采用对偶波导法。
第一步,将微带线及其阶梯等效平板波导。
由于阶梯宽边处相当于开路端,所以当等效磁壁金属平板波导时应延长一小端l 。
在准TEM 模假设下,微带横向场为y E 和x H 。