《传感器应用技术》项目三：课题2 变极距型电容传感器 45分钟专题训练（原卷版+解析版）

浙江省单独招生考试《传感器应用技术》45分钟专题训练专辑，共36份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固传感器应用技术理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加电气自动化专业类高考的学生。 《传感器应用技术》 项目三： 电容式传感器 课题二 变极距型电容传感器 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题3分，共60分) 在每小题列出的四个备选答案中，只有一个是符合题目要求的，错选、多选均无分。 1.变极距型电容传感器的工作原理是基于： A. 极板面积变化 B. 极板间距变化 C. 介电常数变化 D. 极板材料变化 2.变极距型电容传感器的电容值与极板间距的关系是： A. 正比 B. 反比 C. 平方正比 D. 平方反比 3.变极距型电容传感器的灵敏度与极板间距的关系是： A. 正比 B. 反比 C. 平方正比 D. 平方反比 4.变极距型电容传感器的非线性误差主要来源于： A. 极板面积变化 B. 极板间距变化 C. 介电常数变化 D. 极板材料变化 5.变极距型电容传感器的输出信号通常是： A. 模拟信号 B. 数字信号 C. 脉冲信号 D. 频率信号 6.变极距型电容传感器的测量范围主要受限于： A. 极板面积 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 极板材料 7.变极距型电容传感器的响应时间主要取决于： A. 极板面积 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 电路设计 8.变极距型电容传感器的温度漂移主要受以下哪个因素影响？ A. 极板面积 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 极板材料 9.变极距型电容传感器的分辨率主要取决于： A. 极板面积 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 电路设计 10.变极距型电容传感器的输出信号通常需要： A. 放大 B. 滤波 C. 数字化 D. 以上都是 11.在实际测量中，为减小变极距式传感器的非线性误差，常采用（ ）。​ A. 增大初始极距 B. 减小初始极距​ C. 采用差动结构 D. 提高电源频率 12.变极距型电容传感器的应用领域不包括： A. 汽车工业 B. 医疗设备 C. 航空航天 D. 食品加工 13.变极距型电容传感器的校准通常需要： A. 标准电容 B. 标准电阻 C. 标准电感 D. 标准电压 14.变极距式传感器可用于测量（ ）。​ A. 液位 B. 加速度​ C. 厚度 D. 以上都不对 15.变极距型电容传感器的功耗通常： A. 较高 B. 较低 C. 与电阻式传感器相当 D. 与电感式传感器相当 16.变极距型电容传感器的输出信号通常需要： A. 放大 B. 滤波 C. 数字化 D. 以上都是 17.变极距型电容传感器的抗干扰能力主要取决于： A. 极板面积 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 电路设计 18.变极距型电容传感器的应用领域不包括： A. 汽车工业 B. 医疗设备 C. 航空航天 D. 食品加工 19.变极距型电容传感器的校准通常需要： A. 标准电容 B. 标准电阻 C. 标准电感 D. 标准电压 20.变极距型电容传感器的寿命主要取决于： A. 极板材料 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 电路设计 二、是非选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 根据题干分析并判断下列各题。正确的填“A”，错误的填“B”。错选、多选或未选均无分。 （ ）1.变极距型电容传感器的工作原理是基于极板间距的变化。 （ ）2.变极距型电容传感器只能用于测量位移。 （ ）3.变极距型电容传感器的灵敏度与极板间距成正比。 （ ）4.变极距型电容传感器的输出信号通常是数字信号。 （ ）5.变极距型电容传感器的测量范围主要受限于极板面积。 （ ）6.变极距型电容传感器的响应时间主要取决于极板间距。 （ ）7.变极距型电容传感器的非线性误差主要来源于极板间距变化。 （ ）8.变极距型电容传感器的温度漂移主要受极板材料影响。 （ ）9.变极距型电容传感器的分辨率主要取决于电路设计。 （ ）10.变极距型电容传感器的抗干扰能力主要取决于极板面积。 三、解析题（本大题共3小题，共20分） 1.一个变极距型电容传感器的极板面积为 A=10 cm2，初始极板间距为 d0=1 mm，介电常数为 ϵ=8.85×10−12 F/m。当极板间距变化 Δd=0.1 mm 时，计算电容的变化量 ΔC。 2.一个变极距型电容传感器的初始电容值为 C0=100 pF，当极板间距变化 Δd=0.01 mm 时，电容值变化为 ΔC=10 pF。计算该传感器的灵敏度 S。 3.一个变极距型电容传感器的极板面积为 A=5 cm2，初始极板间距为 d0=0.5 mm，介电常数为 ϵ=8.85×10−12 F/m。当极板间距变化 Δd=0.1 mm时，计算电容的相对变化率 ΔC。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 浙江省单独招生考试《传感器应用技术》45分钟专题训练专辑，共36份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固传感器应用技术理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加电气自动化专业类高考的学生。 《传感器应用技术》 项目三： 电容式传感器 课题二 变极距型电容传感器 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题3分，共60分) 在每小题列出的四个备选答案中，只有一个是符合题目要求的，错选、多选均无分。 1.变极距型电容传感器的工作原理是基于： A. 极板面积变化 B. 极板间距变化 C. 介电常数变化 D. 极板材料变化 【答案】B 【解析】变极距型电容传感器的工作原理是基于极板间距的变化，通过改变间距来改变电容值。 2.变极距型电容传感器的电容值与极板间距的关系是： A. 正比 B. 反比 C. 平方正比 D. 平方反比 【答案】B 【解析】电容值与极板间距成反比，间距越小，电容值越大。 3.变极距型电容传感器的灵敏度与极板间距的关系是： A. 正比 B. 反比 C. 平方正比 D. 平方反比 【答案】D 4.变极距型电容传感器的非线性误差主要来源于： A. 极板面积变化 B. 极板间距变化 C. 介电常数变化 D. 极板材料变化 【答案】B 5.变极距型电容传感器的输出信号通常是： A. 模拟信号 B. 数字信号 C. 脉冲信号 D. 频率信号 【答案】A 【解析】输出信号通常是模拟信号，需要通过后续电路进行处理。 6.变极距型电容传感器的测量范围主要受限于： A. 极板面积 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 极板材料 【答案】B 【解析】测量范围主要受限于极板间距，间距过小或过大都会影响测量精度。 7.变极距型电容传感器的响应时间主要取决于： A. 极板面积 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 电路设计 【答案】D 8.变极距型电容传感器的温度漂移主要受以下哪个因素影响？ A. 极板面积 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 极板材料 【答案】C 9.变极距型电容传感器的分辨率主要取决于： A. 极板面积 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 电路设计 【答案】D 10.变极距型电容传感器的输出信号通常需要： A. 放大 B. 滤波 C. 数字化 D. 以上都是 【答案】D 【解析】输出信号通常需要放大、滤波和数字化处理。 11.在实际测量中，为减小变极距式传感器的非线性误差，常采用（ ）。​ A. 增大初始极距 B. 减小初始极距​ C. 采用差动结构 D. 提高电源频率 【答案】C 12.变极距型电容传感器的应用领域不包括： A. 汽车工业 B. 医疗设备 C. 航空航天 D. 食品加工 【答案】D 【解析】应用领域不包括食品加工，主要用于工业自动化、医疗设备和航空航天等领域。 13.变极距型电容传感器的校准通常需要： A. 标准电容 B. 标准电阻 C. 标准电感 D. 标准电压 【答案】A 【解析】校准通常需要标准电容，以确保测量精度 14.变极距式传感器可用于测量（ ）。​ A. 液位 B. 加速度​ C. 厚度 D. 以上都不对 【答案】B 15.变极距型电容传感器的功耗通常： A. 较高 B. 较低 C. 与电阻式传感器相当 D. 与电感式传感器相当 【答案】B 16.变极距型电容传感器的输出信号通常需要： A. 放大 B. 滤波 C. 数字化 D. 以上都是 【答案】D 17.变极距型电容传感器的抗干扰能力主要取决于： A. 极板面积 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 电路设计 【答案】D 【解析】抗干扰能力主要取决于电路设计，包括屏蔽和滤波措施。 18.变极距型电容传感器的应用领域不包括： A. 汽车工业 B. 医疗设备 C. 航空航天 D. 食品加工 【答案】D 19.变极距型电容传感器的校准通常需要： A. 标准电容 B. 标准电阻 C. 标准电感 D. 标准电压 【答案】A 20.变极距型电容传感器的寿命主要取决于： A. 极板材料 B. 极板间距 C. 介电常数 D. 电路设计 【答案】A 【解析】寿命主要取决于极板材料，材料的耐久性直接影响传感器的使用寿命。 二、是非选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 根据题干分析并判断下列各题。正确的填“A”，错误的填“B”。错选、多选或未选均无分。 （ ）1.变极距型电容传感器的工作原理是基于极板间距的变化。 【答案】A 【解析】变极距型电容传感器的工作原理是基于极板间距的变化。 （ ）2.变极距型电容传感器只能用于测量位移。 【答案】B 【解析】变极距型电容传感器不仅可以用于测量位移，还可以用于测量压力、液位等其他物理量。 （ ）3.变极距型电容传感器的灵敏度与极板间距成正比。 【答案】B 【解析】灵敏度与极板间距的平方成反比，而不是正比 （ ）4.变极距型电容传感器的输出信号通常是数字信号。 【答案】B 【解析】输出信号通常是模拟信号，需要通过后续电路转换为数字信号。 （ ）5.变极距型电容传感器的测量范围主要受限于极板面积。 【答案】B （ ）6.变极距型电容传感器的响应时间主要取决于极板间距。 【答案】B （ ）7.变极距型电容传感器的非线性误差主要来源于极板间距变化。 【答案】A 【解析】非线性误差主要来源于极板间距的变化，因为电容与间距成反比。 （ ）8.变极距型电容传感器的温度漂移主要受极板材料影响。 【答案】B 【解析】温度漂移主要受介电常数的影响，而不是极板材料。 （ ）9.变极距型电容传感器的分辨率主要取决于电路设计。 【答案】A 【解析】分辨率主要取决于电路设计，包括信号放大和滤波电路的性能。 （ ）10.变极距型电容传感器的抗干扰能力主要取决于极板面积。 【答案】B 【解析】抗干扰能力主要取决于电路设计，而不是极板面积。 三、解析题（本大题共3小题，共20分） 1.一个变极距型电容传感器的极板面积为 A=10 cm2，初始极板间距为 d0=1 mm，介电常数为 ϵ=8.85×10−12 F/m。当极板间距变化 Δd=0.1 mm 时，计算电容的变化量 ΔC。 【解析】 电容变化量计算： 初始电容值 C0为： C0=ϵA/d0=8.85×10−12×10×10−4/1×10−3=8.85×10−12 FC 变化后的极板间距 d1=d0+Δd=1.1 mm，变化后的电容值 C1为： C1=ϵAd1=8.85×10−12×10×10−4/1.1×10−3=8.045×10−12  电容变化量 ΔC为： ΔC=C1−C0=8.045×10−12−8.85×10−12=−0.805×10−12 F 2.一个变极距型电容传感器的初始电容值为 C0=100 pF，当极板间距变化 Δd=0.01 mm 时，电容值变化为 ΔC=10 pF。计算该传感器的灵敏度 S。 【解析】 灵敏度 S定义为电容变化量与极板间距变化量的比值： S=ΔC/Δd=10×10−12/0.01×10−3=1×10−6 F/m 3.一个变极距型电容传感器的极板面积为 A=5 cm2，初始极板间距为 d0=0.5 mm，介电常数为 ϵ=8.85×10−12 F/m。当极板间距变化 Δd=0.1 mm时，计算电容的相对变化率 ΔC。 【解析】 初始电容值 C0为： C0=ϵA/d0=8.85×10−12×5×10−4/0.5×10−3=8.85×10−12 F 变化后的极板间距 d1=d0+Δd=0.6 mm，变化后的电容值 C1为： C1=ϵAd1=8.85×10−12×5×10−4/0.6×10−3=7.375×10−12 F 电容变化量 ΔC为： ΔC=C1−C0=7.375×10−12−8.85×10−12=−1.475×10−12 F 电容相对变化率为： ΔC/C0=−1.475×10−12/8.85×10−12≈−0.1667  原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$