传感器与检测技术精品中职凤凰04 课后习题项目04 电容式传感器的应用.docx

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1、一、　选择题1.　在电容传感器中，如果应用调频法测量转换电路，则电路中（B）。A.　电容和电感均为变量　　B.电容是变量，电感保持不变C.电感为变量，电容保持不变　　D.电容和电感均保持不变2.　下列关于电容传感器特点的说法不正确的是（C）。A.结构简单，可实现非接触式测量　　B.灵敏度高，分辨率高，动态响应好C.可在恶劣环境下工作，不易受电磁干扰　　D.受温度影响大，存在寄生电容3．提高传感器的灵敏度和减小非线性误差是相互矛盾的电容传感器是（C）。A.变面积型　　B.变极距型C.变介质型　　D.以上都不是4．以下三种电容式传感器，具有线性输出，常用于测量较大直

2、线位移和角位移的是（C）。A.变面积型　　B.变极距型　　C.变介质型5.　用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（C）。A.变间隙式　　B.变面积式C.变介电常数式　　D.空气介质变间隙式二、　填空题1.　湿敏电阻是利用湿敏材料吸收（水分）而导致（电阻）发生变化这一原理而制成的。2.　工业上流行的湿敏传感器主要有（陶瓷式）、（高分子式）、（电解质式）等。3.　当天气变化时，有时会发现在地下设施（例如地下室）中工作的仪器内部印制板漏电增大，机箱上有小水珠出现，磁粉式记录磁带结露等，影响了仪器的正常工作。该水珠的来源是（电解）。4.　湿敏电阻根据材料和配方不

3、同可分为（正特性湿敏电阻器）和（负电阻湿度特性）。正电阻湿度特性是指（湿度的增加而增大）。三、　问答题1.　电容式传感器分成哪几种？答：根据电容式传感器的工作原理，电容式传感器有三种基本类型，即变极距(d)型（又称变间隙型）、变面积(A)型和变介电常数(ε)型。变间隙型可测量位移，变面积型可测量直线位移、角位移、尺寸，变介电常数型可测量液体液位、材料厚度2.　能否应用电容传感器测量金属工件表面的非金属涂层厚度？设计一种可能的测量方案。答：能，测量方案略。3.　电容式传感器的测量转换电路有哪些？答：调频电路。电容传感器是振荡电路中的选频元件。电容值变化引起振荡频率

4、变化，由频率值表征被测物理量变化。交流电桥电路。传感器电容变化，引起电桥失衡，桥路输出变化。桥路输出变化表征被测物理量变化。4.　什么是湿度？湿度的表示方法有哪几种？答：湿度是表示大气干燥程度的物理量。简而言之，湿度是指空气的干湿程度。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。湿度常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示；若表示在湿蒸汽中液态水分的重量占蒸汽总重量的百分比，则称之为蒸汽的湿度。空气中水蒸气的溶解量随温度不同而变化。一立方米空气可以在10摄氏度下溶解9.41克水，在30摄氏度

5、下溶解30.38克水。5.　简述陶瓷式电阻湿敏传感器的组成、工作原理及特性。答：陶瓷式电阻湿敏传感器是用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷。负特性湿敏半导体陶瓷的导电机理：　由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。不论是Ｎ型还是Ｐ型半导体陶瓷，其电阻率都随湿度的增加而下降。正特性湿敏半导瓷的导电机理：　这类半导瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。通常湿敏半导瓷材料都是多孔的，表面电导占的比例很大，故表面层电阻的升高，必将引起总电阻值的明显升高。陶瓷式湿敏电阻器表面与水蒸气

6、的接触面积大，易于水蒸气的吸收与脱却；陶瓷烧结体能耐高温，物理、化学性质稳定，适合采用加热去污的方法恢复材料的湿敏特性；可以通过调整烧结体表面晶粒、晶粒界和细微气孔的构造，改善传感器湿敏特性。四、　计算题一个变极距式电容位移传感器的有关参数为：　初始极距d=1mm，εr=1，S=314mm2。当极板极距变化为Δd=10μm时，计算该电容传感器的电容绝对变化量和相对变化量各是多少。答案：略