《传感器原理》教材中热电偶回路电势方程的探讨

针对检测技术及传感器书籍中有关热电偶电势方程中的错误,通过对热电偶原理的深入分析,得出了热电偶的等效电路,根据等效电路中的接触电势和温差电势的极性,列出了热电偶回路的电势方程,从而验证了引例中方程的错误。     

浅谈电场强度与电势的关系

运用电势梯度法和矢量代数法两种方法证明了电场强度与电势的关系,归纳出已知电场强度求电势和已知电势求电场强度的方法.     

实验研究铜铁热电偶的温差与电势

在实验教学中让学生理解热电偶的工作原理、并将自己制作的热电偶进行定标,从而加深对温差与电势理论知识的理解。通过常见的铜铁两种不同金属材料可制作实物演示温差电现象。将热学和电学有机地结合在一起,把非电量温度的测量转换为电量的测量。不但直观准确地演示了塞贝克效应和帕尔贴效应,同时也拓展了学生的知识面,满足了学生的好奇心,引导学生关心当代工业发展动态,提高学生对实验课的重新认识。     

带电圆环周围空间电势分布的数值积分

将通过数值积分讨论圆环模型周围空间电势的分布,并画出相关图形,讨论电势与球坐标之间的关系,同时通过改变参数,可以得到其他模型的场分布情况,为解决一般模型的带电环提供了一种捷径.     

产品选型设计材料的感觉特性

目的 探讨材料对人的心理效应,使材料更好地为设计服务。方法 从使用的角度研究材料特性和人的生理与心理的关系。结果 作为人类情感的特定媒介,材料本身也隐含着与人类心理对应的情感信息。产品造型设计材料是构成产品的物质基础,它除具有材料的功能特性外,还具有其特有的材质与情感,体现出不同的材质美。结论 科学合理地运用材料的感觉特性,将会拓宽设计思路,丰富和完善设计构思,给产品造型设计带来新的特点。     

挠曲电效应对简支梁式压电传感器性能的影响

挠曲电效应是材料极化强度(或电场强度)与应变梯度之间的耦合关系,对于新型微纳米致动器和传感器的性能具有重要的影响.以纳米简支梁式压电传感器(简称压电简支梁)为研究对象,讨论材料的挠曲电效应对压电简支梁输出电势与挠度的影响.采用电吉布斯自由能密度函数,并根据压电材料线性理论与伯努利-欧拉梁理论,采用变分法推导压电简支梁的控制方程和相应力电耦合边界条件.数值模拟BaTiO3压电简支梁在外加机械载荷作用下,由于挠曲电效应产生的诱导电势和极化强度等与梁结构、材料参数的相互关系.计算结果表明,诱导电势反馈作用在梁的表面引起一个与机械载荷作用相反的弯矩,减小了梁结构的弯曲挠度;在一定的挠曲电系数和梁结构尺寸下,诱导电势存在最大值;在微纳尺度上挠曲电效应具有很强的尺寸依赖性,随着梁的厚度增大,挠曲电效应的影响将显著减弱.     

对标准化热电偶适用温度范围及特性的分析

通过对十几种常用热电偶温度传感器主要性能和特性的介绍,结合国家标准技术规范,分析了热电偶适用的不同环境条件、测量范围等,同时对国际上常用的部分热电偶材质、化学及物理性质进行分析简述。     

匀强电场中电势的应用

以匀强电场为研究对象,从匀强电场场强与电势的关系出发,推导出匀强电场中同一直线上任意三点电势之间的定量关系,其形式类似于解析几何中的定比分点坐标公式.该方法可使类似问题由定性分析转化为定量计算,提高了解题的准确性.     

均匀带电半球面底面上的电场与电势

根据均匀带电球面内电势处处相等的特点和电势叠加原理两种方法求解了均匀带电半球面底面上的电势分布;运用电场强度公式计算出均匀带电半圆环轴线一点电场强度,并利用此结果结合Taylor展开得到均匀带电半球面底面上一点电场强度的级数解.     

基于等电势梯度模型试验的滩涂淤泥电渗效率分析

为了研究滩涂淤泥电渗效率,根据相似原理建立室内模型,并在等电势梯度条件下进行试验.试验过程中采集排水量、通电电流和电势数据,研究了电渗能耗、电势利用率与电极间距的关系.基于有效电势原理对电渗能耗系数和处理时间进行了分析,采用简易算例对不同工况下的电势利用率和能耗系数进行了讨论.结果表明,等电势梯度下,电渗前期能耗系数随电极间距缩短而线性下降,电极间距缩短至12 cm时能耗系数降至0.54 W·h/m L.电极间距越小,相同排水效果所需的处理时间越短.提高界面电阻会降低电渗排水速率,但不影响电渗能耗系数.建议在工程中选取新型电动土工合成材料以及合理的电极布置形式,以提高电渗效率和经济性.     

对保护接地产生的接触电压和跨步电压的探讨

为了防止触电 ,除了应严格遵守安全操作规程外 ,还应采取保护接地措施。电气设备的接地部分与大地零电位点之间存在对地电压。在短路接地回路上 ,人体接触电气设备带电外壳的点与站立点之间存在接触电压。而在距接地体 2 0m范围内 ,人的两只脚之间存在跨步电压。跨步电压较高时 ,人体就会触电。该文对保护接地、接触电压、跨步电压间的关系进行探讨。     

正弦交流电激励下一阶RC电路中的位移电流浅析

根据Maxwell理论,对正弦交流电源激励下一阶RC电路中的位移电流进行了分析。以平行板电容器为例,给出了电容器两极板间的位移电流的理论分析,导出了导线中的位移电流表达式,并对回路中出现过电压、过电流以及稳态时导线中的位移电流进行了讨论。     

不同纳秒脉宽电压下变压器绕组电压分布研究

为研究快速暂态过电压(VFTO)、雷电波进入变压器引起高压绕组电压分布的规律,进行了不同纳秒脉冲宽度电压下绕组电压分布研究。基于一台带抽头的10 k VA-220 V/2 400 V变压器,搭建试验平台,测量和分析了不同脉宽电压下的绕组电压分布;基于COMSOL Multiphysics有限元软件计算了绕组电容参数矩阵并建立多导体传输线模型(MTLs),仿真计算了绕组电压分布;使用MTLs仿真计算和试验测量得到的绕组电压分布具有很好的一致性。深入分析得出:除波头时间外,脉冲宽度是影响绕组电压分布的重要原因,电压脉冲宽度越小,绕组电压分布越不均匀。     

活性炭电极材料的有效电阻和放电电压随时间变化规律研究

论述了测试活性炭超级电容器材料充放电性能的方法步骤和测试结果,在此基础上,用微分方程非线性响应理论,研究材料放电电压随时间的变化规律,并得到材料的有效电阻和电容的数值以及放电电压随放电时间变化的解析式.结果表明:电容器不是线性元件,而是非线性元件;活性炭超级电容器材料放电电压随时间的变化并不遵从简单的负指数规律,而是非线性变化;用微分方程非线性响应理论得到的结果与实验测试结果符合较好.     

Electric field-induced oscillation of sessile droplets

We report a novel oscillatory behavior of a sessile droplet on a hydrophobic surface. The droplet was placed on an electrode with a hydrophobic surface and close to, but not touching, a second needle-like electrode. The change in the contact angle was observed only when the droplet oscillated. In a traditional electro-wetting experiment, however, the contact angle decreased immediately when an alternating current electric field was applied. In addition, the non-contact mode gave rise to a true sessile condition of the droplet, whose oscillation amplitude was not linearly proportional to the driving voltage but reached a maximum value.     

双馈风电机组故障电压衰减特性研究

随着环境污染和能源问题的日渐加重,风能作为一种清洁能源备受大家青睐。为了提高大规模风电并网的电力系统运行的安全可靠性,研究双馈风电机组DFIG的电压故障特性至关重要。本文基于DFIG的五阶二轴模型,针对故障发生、撬棒电阻立刻投入这一工况,推导出了DFIG故障电压的近似表达式,得出其正比于转子磁链。于是从转子磁链入手,分析出了故障电压的衰减特性,得出若撬棒电阻阻值越小,转差越小,故障电压衰减越缓慢的结论,最后通过仿真进一步验证了推导的正确性。     

利用AFM在不同加工参数下实现纳米加工

利用扫描探针显微镜(SPM)进行电场诱导氧化加工的方法可应用于半导体微型器件和纳米电子器件的加工制作，文中研究了原子力显微镜(AFM)电场诱导氧化理论以及一些加工参数(偏置电压和加工速度)对加工结构尺寸的影响，并提出了阈值电压的概念，通过实验得出了偏压越大，加工线尺寸越大的结论，并指出随着加工速度的增大，加工线宽和线高都减小，且加工线高度和加工速度近似呈负对数关系，实验是在H钝化的Si表面上进行的。     

配电网重构组合优化的研究

首先，基于配电网潮流解的可行性提出了一种电压稳定性指标。用它可以方便地计算出各节点电压稳定性指标值。然后，对该电压稳定性指标进行分析，得出配电网降低线损与电压稳定性之间的关系，即当降低配电网的线损时，各节点的电压稳定水平提高，系统稳定运行。最后通过算例表明，实现了线损最低的重构后的配电网，其电压稳定性指标也得以最优化，提高了供电的经济性和安全性。     

槽栅结构SiC材料IGBT的仿真及优化分析

运用半导体物理理论和功率器件模拟软件（SILVACO-TCAD）,研究了新型宽禁带材料SiC槽栅结构IGBT功率半导体器件的电学特性,模拟了不同厚度和掺杂浓度漂移层和缓冲层的IGBT器件的阈值电压、开关特性和导通特性曲线,并分析了漂移层和缓冲层厚度及掺杂浓度对电学特性的影响。结果表明,当SiC-IGBT功率器件漂移层和缓冲层厚度分别为65 μm和2.5 μm,掺杂浓度分别为1×10¹⁵和5×10¹⁵cm^-3时,得到击穿电压为3400 V,阈值电压为8 V。     

基于直流平衡的电子纸驱动方法的研究

作为一种类纸显示设备,电子纸已经被广泛应用于各个领域,然而,电子纸的驱动系统仍需进一步改善,用以提升电子纸的显示性能.在电子纸驱动过程中,各级灰阶的显示均没有固定的阈值电压;因此,电子纸需要利用驱动波形来显示一个特定的灰阶.直流平衡是驱动波形设计中的一个非常重要的因素,直流不平衡时,显示屏将容易被损坏并且影响使用寿命.该文基于直流平衡提出了2种驱动方案,其中一种是在灰阶循环变化过程中实现直流平衡;另外一种驱动方案是基于单一的灰阶变化的直流平衡方式.提出的驱动方案效果良好,可应用在商业化的E-ink电泳显示屏中.