Расчет чувствительности дифференциального емкостного датчика

Содержание

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Задача 2. Какая сила прикладывается к подвижной пластине емкостного датчика смещения,

Задача 2. Какая сила прикладывается к подвижной пластине емкостного датчика смещения,

если емкость датчика в начальном состоянии равна 100 пФ, напряжение питания равно 10 В, а максимальное смещение составляет 2 мм.
Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Ответ: F = 0.25 мкН

Ответ: F = 0.25 мкН

Слайд 13

Задача 3. Определить температурный коэффициент сопротивления (чувстви-тельность) полупроводникового материа-ла при комнатной

Задача 3. Определить температурный коэффициент сопротивления (чувстви-тельность) полупроводникового материа-ла при комнатной

температуре, если энергия активации полупроводника равна 0.8 эВ.
Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Ответ: α = -5.2∙10-2 K-1

Ответ: α = -5.2∙10-2 K-1

Слайд 19

Слайд 20

Задача 4. В измерительном мосте, изобра-женный на рис., сопротивления равны R1

Задача 4. В измерительном мосте, изобра-женный на рис., сопротивления равны R1

= 5 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 4 Ом. Вольтамперная характеристика нелинейного элемента имеет вид: I = αU2. Определить коэффициент про-порциональности, если мост сбалансирован при ЭДС батареи равной 12 В. Внутренним сопротивлением батареи пренебречь.
Слайд 21

Слайд 22

= I/U2 = 1/(UR) R = R1R3/R2 U = E··R3/(R2 + R3)

= I/U2 = 1/(UR)
R = R1R3/R2
U = E··R3/(R2 + R3)

Слайд 23

= R2(R2+ R3)/(E·R1R32) Ответ: α = 0.0125 A/B2

= R2(R2+ R3)/(E·R1R32)
Ответ: α = 0.0125 A/B2

Слайд 24

Задача 5. При насыщении магнитная индукция чистого железа равна 2.2 Тл.

Задача 5. При насыщении магнитная индукция чистого железа равна 2.2 Тл.

Учитывая, что α-Fe обладает ОЦК решеткой с параметром 0.286 нм, рассчитать магнитный момент, прихо-дящийся на один атом железа (в магнетонах Бора).
Слайд 25

Слайд 26

B = μ0H + μ0JM ⇒ B ≈ μ0JM

B = μ0H + μ0JM ⇒ B ≈ μ0JM

Слайд 27

Слайд 28

B = μ0H + μ0JM ⇒ B ≈ μ0JM

B = μ0H + μ0JM ⇒ B ≈ μ0JM

Слайд 29

Ответ: Mα-Fe = 2.21μB (MFe = 4μB) 26Fe → 1s22s22p63s23p63d6s2 s

Ответ: Mα-Fe = 2.21μB (MFe = 4μB)

26Fe → 1s22s22p63s23p63d6s2

s (l =

0) p (l = 1) d (l = 2)
m = -l … +l
Слайд 30

Задача 6. На частоте 50 Гц удельные потери на вихревые токи

Задача 6. На частоте 50 Гц удельные потери на вихревые

токи в сердечнике из электротехнической стали при индукции магнитного поля В = 1.2 Тл составляют 6.5 Вт/кг. Определить потери на вихревые токи в сердечнике на частоте 400 Гц при магнитной индукции 0.5 Тл, если масса сердечника m = 0.5 кг.
Слайд 31

W = Wг + Wт Wг = с1Bnf Wт = с2B2f2

W = Wг + Wт
Wг = с1Bnf
Wт = с2B2f2

Слайд 32

Wт = с2B2f Wт1 = с2 B12f12 Wт2 = с2 B22f22

Wт = с2B2f
Wт1 = с2 B12f12
Wт2 = с2 B22f22
P2 = Wт1B22f22m/(B12f12)

Ответ:

36.11 Вт
Слайд 33

Задача 7. Магнитная восприимчивость некоторого ферромагнитного сплава при температурах 400 и

Задача 7. Магнитная восприимчивость некоторого ферромагнитного сплава при температурах 400 и

8000С равна, соответственно, 1.25∙10-3 и 1.14∙10-4. Определить температуру Кюри .
Слайд 34

Слайд 35

Слайд 36

Ответ: ТК = 359.6 0С

Ответ: ТК = 359.6 0С

Слайд 37

Задача 8. Определить подвижность и концентрацию электронов в кремнии n-типа (из

Задача 8. Определить подвижность и концентрацию электронов в кремнии n-типа (из

которого изготовлен датчик Холла), если удельное сопротивление кремния 2∙10-2 Ом∙м, а коэффициент Холла 2.6∙10-3 м3/Кл.
Слайд 38

Слайд 39

RH = 1/(en) n = 1/(eRH) n = 1/(1.6·2.6·10-22) м-3 n

RH = 1/(en)
n = 1/(eRH)
n = 1/(1.6·2.6·10-22) м-3
n = 2.4·1021 м-3

1/ρ

= σ = e·n·μn
μn = 1/(ρ·e·n) = RH/ρ
μn = 2.6·10-3/2·10-2 = 0.13 м2/В·с

Ответ: n = 2.4·1021 м-3; μn = 0.13 м2/В·с

Слайд 40

Задача 9. В образце германия подвижность дырок 0.19 м2/(В·с), а электронов

Задача 9. В образце германия подвижность дырок 0.19 м2/(В·с), а электронов

0.38 м2/(В·с). В этом образце эффект Холла не наблюдается. Какая часть тока переносится дырками?
Слайд 41

Слайд 42

jp = e·p·μp·E jn = e·n·μn·E jp/(jp + jn) = p·μp/(p·μp + n·μn)

jp = e·p·μp·E
jn = e·n·μn·E

jp/(jp + jn) = p·μp/(p·μp + n·μn)

Слайд 43

nμ2n = pμ2p ⇒ n = pμ2p/μ2n

nμ2n = pμ2p ⇒ n = pμ2p/μ2n

Слайд 44

n = pμ2p/μ2n jp/(jp + jn) = p·μp/(p·μp + n·μn) jp/(jp

n = pμ2p/μ2n

jp/(jp + jn) = p·μp/(p·μp + n·μn)

jp/(jp + jn)

= p·μp/(p·μp + p·μ2p/μn)
jp/(jp + jn) = 1/(1 + μp/μn)