专题四 电涡流式传感器、电容式传感器（教案）-四川省职教高考《传感器及应用》（高教版）专题复习讲练测

专题四.电涡流式传感器、电容式传感器（教案）-《传感器及应用》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.理解电涡流式传感器的基本工作原理和电容式传感器的基本工作原理及结构形式 2.掌握电涡流式传感器和电容式传感器的结构与测量转换电路 3.了解电涡流式传感器和电容式传感器在实际应用中的场景和作用 4.能够比较电涡流式传感器和电容式传感器的优缺点和适用范围 5.知道如何设计和选择合适的电涡流式传感器和电容式传感器用于不同的应用需求 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 重点一 电涡流式传感器基本工作原理 金属导体置于变化的磁场中，导体内就会有感应电流产生，这种电流在金属体内自行闭合，通常称为电涡流。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从而使激励线圈的阻抗发生变化。电涡流式传感器的工作原理就是基于这种涡流效应。电涡流式传感器的基本原理示意图如图2-33所示。一个通有交变电流I的传感线圈，由于电流的周期性变化，在线圈周围就产生一个交变磁场H。如被测导体置于该磁场范围之内，被测导体便产生涡流I，电涡流也将产生一个新的磁场H₂。H₂和H方向相反，由于磁场H₂的反作用使通电线圈的等效阻抗发生变化。 重点二 电涡流式传感器的结构 电涡流式传感器的结构比较简单，图2-35所示是CZF-1型涡流传感器的结构。它主要是一个固定在框架上的扁平圆线圈，线圈的导线要求选用电阻率小的材料，一般采用多股漆包铜线或银线绕制而成，放在传感器的端部。框架要求用损耗小、电性能好、热膨胀系数小的材料，一般可选用聚四氟乙烯、高频陶瓷等制成。 重点三 转速测量 在旋转体上开一条或数条槽或做成齿状，旁边安装一个电涡流式传感器，如图2-39所示，当转轴转动时，传感器周期性地改变着与转轴之间的距离，于是它的输出也周期性地发生变化。此输出信号经放大、变换后，可以用频率计测出其变化频率，从而测出转轴的转速。 [真题练讲] 1.(2021年四川省统一考试)电涡流式传感器的基本工作原理是基于以下哪种物理现象？ a) 光电效应 b) 电磁感应现象 c) 霍尔效应 d) 热电效应 正确答案：b) 电磁感应现象 解析：电涡流式传感器利用电磁感应现象来实现测量，当导体在磁场中运动或磁场变化时，会产生涡流，从而改变磁感应强度，从而实现传感器的测量功能。 2.(2020年四川省统一考试)电容式传感器的基本工作原理是什么？ a) 电阻变化 b) 电感变化 c) 电容变化 d) 电压变化 正确答案：c) 电容变化 解析：电容式传感器的工作原理是利用被测量物体与传感器之间的电容变化来实现测量，当被测量物体的性质或位置发生变化时，其与传感器之间的电容值会发生变化。 3.(2019年四川省统一考试)下列哪个不是电涡流式传感器的结构组成部分？ a) 传感元件 b) 激励线圈 c) 信号处理电路 d) 电容电路 正确答案：d) 电容电路 解析：电涡流式传感器的结构组成部分包括传感元件、激励线圈和信号处理电路，而电容电路不是电涡流式传感器的组成部分。 4.(2023年四川省统一考试)电涡流式传感器常被用于哪些应用场景？ a) 智能手机屏幕 b) 工业生产线监测 c) 家用电器控制 d) 音频设备调节 正确答案：b) 工业生产线监测 解析：电涡流式传感器常被用于工业生产线监测，如检测金属零件的尺寸、形状等参数。 5.(2020年山西省统一考试)电容式传感器的一个主要优点是什么？ a) 成本低廉 b) 高精度 c) 高温度稳定性 d) 体积小巧 正确答案：b) 高精度 解析：电容式传感器通常具有较高的精度，可以实现对被测量物体的精确测量。 [限时练讲] 1.电涡流式传感器的基本工作原理是基于以下哪种现象？ a) 光电效应 b) 电磁感应 c) 霍尔效应 d) 热电效应 正确答案：b) 电磁感应 解析：电涡流式传感器利用电磁感应现象来实现测量。 2.电容式传感器的基本工作原理是基于以下哪种现象？ a) 电阻变化 b) 电感变化 c) 电容变化 d) 电压变化 正确答案：c) 电容变化 解析：电容式传感器利用被测物体与传感器之间的电容变化来实现测量。 3.电涡流式传感器的结构中不包括哪个部分？ a) 传感元件 b) 激励线圈 c) 信号处理电路 d) 电容电路 正确答案：d) 电容电路 解析：电涡流式传感器的结构包括传感元件、激励线圈和信号处理电路。 4.电容式传感器的一个主要优点是什么？ a) 成本低廉 b) 高精度 c) 高温度稳定性 d) 体积小巧 正确答案：b) 高精度 解析：电容式传感器通常具有高精度，可以实现精确测量。 5.电涡流式传感器常被用于哪些领域？ a) 智能手机屏幕 b) 工业生产线监测 c) 家用电器控制 d) 音频设备调节 正确答案：b) 工业生产线监测 解析：电涡流式传感器常用