《电容传感器》在线练习

第5章《电容传感器》在线练习

思考题与习题

1 ．单项选择题

1 ）在两片间隙为 1mm 的两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的电容量。

A. 塑料薄膜

B. 干的纸

C. 湿的纸 D . 玻璃薄片

2 ）电子卡尺的分辨率可达 0.01mm ，行程可达 200mm ，它的内部所采用的电容传感器型式是。

A. 变极距式

B. 变面积式

C. 变介电常数式

3 ）在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。

A. 电容和电感均为变量

B. 电容是变量，电感保持不变

C. 电容保持常数，电感为变量

D. 电容和电感均保持不变

4 ）利用图 5-14 所示的湿敏电容可以测量。

A. 空气的绝对湿度

B. 空气的相对湿度

C. 空气的温度

D. 纸张的含水量

5 ）电容式接近开关对的灵敏度最高。

A. 玻璃

B. 塑料

C. 纸

D. 鸡饲料

6 ）图 5-22 中，当储液罐中装满液体后，电容差压变送器中的膜片。

A. 向左弯曲

B. 向右弯曲

C. 保持不动

7 ）自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是。

A. 瞬时流量，单位为 t/h

B. 累积流量，单位为 t 或 m3

C. 瞬时流量，单位为 k/g

D. 累积流量，单位为 kg

8 ）在图 5-23 中，管道中的流体自左向右流动时，。

A. p 1 〉p 2

B. p 1 〈p 2 C . p 1 = p 2

9 ）管道中流体的流速越快，压力就越。

A. 大

B. 小

C. 不变

2 ．图 5-24 是利用分段电容传感器测量液位的原理示意图。玻璃连通器

3 的外圆壁上等间隔地套着N 个不锈钢圆环 , 显示器采用 101 线 LED 光柱（第一线常亮，作为电源指示）。

图 5-24 光柱显示编码式液位计原理示意图

?储液罐 2 —液面 3 —玻璃连通器 4 —钢质直角接头 5 —不锈钢圆环 6 —101 段LED 光柱

1 ）该方法采用了电容传感器中变极距、变面积、变介电常数三种原理中的哪一种？

2 ）被测液体应该是导电液体还是绝缘体？

3 ）分别写出该液位计的分辨率（ % ）及分辨力（几分之一米）的计算公式，并说明如何提高此类液位计的分辨率。

4 ）设当液体上升到第个N 不锈钢圆环的高度时 ,101 线 LED 光柱全亮。若N =32 ，则当液体上升到第八个不锈钢圆环的高度时，共有多少线 LED 亮？

4 ．人体感应式接近开关原理图如图 5-2

5 所示，图 5-2

6 为鉴频器的输入输出特性曲线。请分析该原理图并填空。

图 5-25 人体感应式接近开关原理图

图 5-26 鉴频器的输入 / 输出特性曲线

1 ）地电位的人体与金属板构成空间分布电容C x ，C x 与微调电容C 0 从高频等效电路来看，两者之间构成 ______ 联。 V 1 、L 1 、C 0 、C x 等元件构成了

____________ 电路，f = ____________ ，f 略高于f 0 。当人手未靠近金属板时，C x 最 ______ （大 / 小），检测系统处于待命状态。

2 ）当人手靠近金属板时，金属板对地分布电容C x 变 ______ ，因此高频变压器 T 的二次侧的输出频率f 变 ______ （高 / 低）。

3 ）从图 5-26 可以看出，当f 低于f 0 时，U 01 ______ 于U R ， A 2 的输出U 02 将变为 ______ 电平，因此 VL______ （亮 / 暗）。

三端稳压器 7805 的输出为 ______ 伏，由于运放饱和时的最大输出电压约比电源低

1V 左右，所以 A 2 的输出电压约为 ______ 伏，中间继电器 KA 变为 ______ 状态（吸合/ 释放）。

4 ）图中的运放未接反馈电阻，所以 IC 2 在此电路中起 ______ 器作用； V 2 起

______ （电压放大 / 电流驱动）作用；基极电阻 R 5 起 ______ 作用； VD 1 起 ______ 作用，防止当 V 2 突然截止时，产生过电压而使 ______ 击穿。

5 ）通过以上分析可知，该接近开关主要用于检测 _________ ，它的最大优点是

______________ 。可以将它应用到 ______________ 以及 ____________ 等场所。

5 ．利用学过的知识将图 2-33 中的应变式水平仪改为差动电容式水平仪。请画出结构简图，并说明属于变极距、变面积、变介电常数中的哪一种类型。

6 ．参考图 5-5 的原理，将平板电容的上、下极板置于生产绝缘薄膜（例如塑料薄膜）传送生产线的上下方，将绝缘薄膜夹在中间（与 5-9 的并联法有所不同），就可连续监测和控制绝缘薄膜的厚度。

请画出测量控制装置的示意图，包括信号处理框图、控制薄膜厚度的张力伺服电动机、卷取辊、变频器、变速传送电动机、传动辊（可参考图 3-25 ）等机械传送装置，并简要说明闭环控制的工作过程。

7 ．粮食部门在收购、存储谷物、菜籽等时，需测定这些粮食、种子的干燥程度，以防霉变。请你根据已学过的知识，设计一台粮食含水量测试仪，要求：

1 ）能显示在标准质量（ 100g ）条件下粮食的含水量（一般在 10%~20% 之间）。

2 ）能进行粮食品种的选择（能输入不同的纠正系数）。

3 ）粮食易于倒入及倒出（内极柱应为圆锥顶）。

4 ）外壳对操作者有静电屏蔽作用（可减少手的影响），引线从下方中心接出，并考虑与周边接地外壳绝缘。

5 ）画出传感器结构简图（可参考图 5-

6 b 的原理，但结构必须按题意作适当的修改）、信号处理框图，并说明其工作原理及优、缺点。

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