第3章答案

第三章電容式感測器思考題與習題答案

1．單項選擇題

1）在兩片間隙為1mm的兩塊平行極板的間隙中插入___c___，可測得最大的電容量。（相對介電常數越大，電容量越大）

a. 塑料薄膜（聚丙烯，2-2.2） b. 幹的紙(2-4) c. 溼的紙(80) d .玻璃薄片(3-5)

2）電子卡尺的解析度可達0.01mm，行程可達200mm，它的內部所採用的電容感測器型式是___b___。

a. 變極距式b. 變面積式 c. 變介電常數式

3）在電容感測器中，若採用調頻法測量轉換電路，則電路中___b___。

a. 電容和電感均為變數b. 電容是變數，電感保持不變

c. 電容保持常數，電感為變數 d. 電容和電感均保持不變

4）下圖中，當儲液罐中裝滿液體後，電容差壓變送器中的膜片____a______。

a.向左彎曲 b. 向右彎曲 c.保持不動

1－儲液罐 2－液面 3－上部空間 4－高壓側管道 5－電容差壓變送器 6－低壓側管道

2．下圖是利用分段電容感測器測量液位的原理示意圖。玻璃連通器3的外圓壁上等間隔地套著n個不鏽鋼圓環,顯示器採用101線led光柱（第一線常亮，作為電源指示）。

光柱顯示編碼式液位計原理示意圖

1— 儲液罐 2—液面 3—玻璃連通器 4—鋼質直角接頭 5—不鏽鋼圓環 6—101段led光柱

1）該方法採用了電容感測器中變極距、變面積、變介電常數三種原理中的哪一種？

答：變面積。乙個電極是不鏽鋼圓環，另乙個電極是接地之後的水，二者之間的介質是玻璃。

由於水接地，接地之後的水起到遮蔽作用，不能作為介質。相鄰圓環之間的距離很大，所以它們之間的電容很小。隨著水位的上公升，水與不鏽鋼圓環之間的有效面積越來越大，電容也越來越大。

2）被測液體應該是導電液體還是絕緣體？

答：導體。如果是絕緣體，就無法與不鏽鋼圓環構成電容器。

3）分別寫出該液位計的解析度（%）及分辨力（幾分之一公尺）的計算公式，並說明如何提高此類液位計的解析度。

答：1/n；8/n；增加n

4）設當液體上公升到第個n不鏽鋼圓環的高度時,101線led光柱全亮。若n=32，則當液體上公升到第八個不鏽鋼圓環的高度時，共有多少線led亮？答： c 。()

a. 101 b. 100 c. 26 d .8

3、人體感應式接近開關原理圖如下圖（1）所示，圖（2）為鑒頻器的輸入輸出特性曲線。請分析該原理圖並填空。

1 ）地電位的人體與金屬板構成空間分布電容 c x ， c x 與微調電容 c 0 從高頻等效電路來看，兩者之間構成 ___並___ 聯。 v 1 、 l 1 、 c 0 、 c x 等元件構成了 ___lc振盪電路， ff 略高於 f 0 。當人手未靠近金屬板時， c x 最 ___小___ （大 / 小），檢測系統處於待命狀態。

2 ）當人手靠近金屬板時，金屬板對地分布電容 c x 變 ___大___ ，因此高頻變壓器 t 的二次側的輸出頻率 f 變 _低_____ （高 / 低）。

3 ）從圖（2）可以看出，當 f 低於 f 0 時， u 01 __小____ 於 u r ， a 2 的輸出 u 02 將變為 _高_____ 電平，因此 vl___亮___ （亮 / 暗）。

三端穩壓器 7805 的輸出為 ___+5___ 伏，由於運放飽和時的最大輸出電壓約比電源低 1v 左右，所以 a 2 的輸出電壓約為 _+4_____ 伏，中間繼電器 ka 變為 __吸合____ 狀態（吸合 / 釋放）。

4 ）圖中的運放未接反饋電阻，所以 ic 2 在此電路中起 ___比較___ 器作用； v 2 起 ___電流驅動___ （電壓放大 / 電流驅動）作用；基極電阻 r 5 起 ___限流___ 作用； vd 1 起 __續流____ 作用，防止當 v 2 突然截止時，產生過電壓而使 __v2____ 擊穿。

1)(2)

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