思考題與習題

1.電容式傳感器按照工作原理可分為哪幾種類型？各有什么特點？試舉出你所知道的電容傳感器的實例。

2.如何改善變極距型電容傳感器的非線性？

3.單組變面積式平板形線位移電容傳感器如圖3-6a所示，兩極板相互覆蓋的寬度為4mm，兩極板的間隙為0.5mm，極板間的介質為空氣（ε₀=8.85×10-12F/m），試求其靜態靈敏度。若極板滑動2mm，求其電容變化量。

4.單組變面積式圓柱形電容傳感器，其可動極筒外徑為9.8mm，定極筒內徑為10mm，兩極筒遮蓋長度為1mm，極筒間介質為空氣（ε₀=8.85×10-12F/m），試求其電容值。當供電頻率為60Hz時，求其容抗值。

5.簡述電容式傳感器測量厚度的原理。

6.差動電容式傳感器接入變壓器電橋，變壓器二次側兩繞組電壓有效值均為U時，試推導電橋空載輸出電壓U_o與C_x1、C_x2的關系表達式。若采用變極距型電容傳感器，設初始極距為δ₀，改變Δδ后，求空載輸出電壓U_o與Δδ的關系表達式。

7.如圖3-21所示的差動電容式壓力傳感器所形成的兩個電容器的電容量接入如圖3-12所示的二極管雙T形交流電橋電路。已知高頻電源的幅值U=10V，頻率f=1MHz，R₁=R₂=40kΩ，電容C₁=C₂=10pF，R_L=20kΩ。當電容值的變化ΔC=1pF時，則輸出電壓在一個周期內的平均值是多少？

8.設計電容傳感器時主要應考慮哪幾方面的因素？

9.何為“驅動電纜技術”?采用它的目的是什么？

10.畫出電容式加速度傳感器的結構示意圖，并說明其工作原理。

11.計算電容式傳感器的工作原理是什么？

12.簡述基于計算電容原理的液位傳感器的工作原理及其應用。