《传感器应用技术》项目三：课题3 变面积型电容传感器 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 课题三 变面积型电容传感器 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.变面积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.变面积型电容传感器的电容值与极板面积的关系是： A. 正比 B. 反比 C. 平方正比 D. 平方反比 3.变面积型电容传感器的灵敏度与极板面积的关系是： A. 正比 B. 反比 C. 平方正比 D. 平方反比 4.变面积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.变面积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.变面积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.变面积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.变面积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.变面积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.变面积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.变面积式电容传感器在测量过程中，下列哪项因素对测量结果影响最小？​ A. 温度变化导致极板膨胀​ B. 外界电场干扰​ C. 极板材料的导电性​ D. 测量转换电路的稳定性 12.下列哪种变面积式电容传感器可用于纸张厚度检测？​ A. 平板线位移式​ B. 角位移式​ C. 圆筒形线位移式​ D. 以上都不合适 13.变面积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.为提高变面积式电容传感器的测量精度，常采用以下哪种方式？​ A. 增大电源电压​ B. 采用差动结构​ C. 减小极板厚度​ D. 增大极板间距离 15.变面积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.在变面积式电容传感器的测量系统中，若电源频率不稳定，对下列哪种测量转换电路影响最大？​ A. 交流电桥​ B. 运算放大器电路​ C. 二极管双 T 型交流电桥​ D. 都一样 17.变面积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.变面积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.某变面积式电容传感器在测量角位移时，电容量的变化与角位移呈（ ）。​ A. 正弦函数关系​ B. 线性关系​ C. 反比关系​ D. 指数关系 20.变面积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.变面积型电容传感器的工作原理是基于极板面积的变化。 （ ）2.变面积型电容传感器只能用于测量位移。 （ ）3.变面积型电容传感器的灵敏度与极板面积成正比。 （ ）4.变面积型电容传感器的输出信号通常是数字信号。 （ ）5.变面积型电容传感器的测量范围主要受限于极板面积。 （ ）6.变面积型电容传感器的响应时间主要取决于极板面积。 （ ）7.变面积型电容传感器的非线性误差主要来源于极板面积变化。 （ ）8.变面积型电容传感器的温度漂移主要受极板材料影响。 （ ）9.变面积型电容传感器的分辨率主要取决于电路设计。 （ ）10.变面积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） 1.一个变面积型电容传感器的极板面积为 A=10 cm2，极板间距为 d=1 mm，介电常数为 ϵ=8.85×10−12 F/m。当极板面积变化 ΔA=2 cm2时，计算电容的变化量 ΔC。 2.一个变面积型电容传感器的初始电容值为 C0=100 pF，当极板面积变化 ΔA=5 cm2时，电容值变化为 ΔC=50 pF。计算该传感器的灵敏度 S。 3.一个变面积型电容传感器的极板面积为 A=5 cm2，极板间距为 d=0.5 mm，介电常数为 ϵ=8.85×10−12 F/m。当极板面积变化 ΔA=1 cm2时，计算电容的相对变化率 ΔC/C0。 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 课题三 变面积型电容传感器 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.变面积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】A 【解析】变面积型电容传感器的工作原理是基于极板面积的变化，通过改变面积来改变电容值。 2.变面积型电容传感器的电容值与极板面积的关系是： A. 正比 B. 反比 C. 平方正比 D. 平方反比 【答案】A 【解析】电容值与极板面积成正比，面积越大，电容值越大。 3.变面积型电容传感器的灵敏度与极板面积的关系是： A. 正比 B. 反比 C. 平方正比 D. 平方反比 【答案】A 4.变面积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】A 【解析】非线性误差主要来源于极板面积的变化，因为电容与面积成正比。 5.变面积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.变面积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】A 7.变面积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.变面积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 【解析】温度漂移主要受介电常数的影响，因为介电常数会随温度变化。 9.变面积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 【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.变面积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 11.变面积式电容传感器在测量过程中，下列哪项因素对测量结果影响最小？​ A. 温度变化导致极板膨胀​ B. 外界电场干扰​ C. 极板材料的导电性​ D. 测量转换电路的稳定性 【答案】C 12.下列哪种变面积式电容传感器可用于纸张厚度检测？​ A. 平板线位移式​ B. 角位移式​ C. 圆筒形线位移式​ D. 以上都不合适 【答案】C 13.变面积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.为提高变面积式电容传感器的测量精度，常采用以下哪种方式？​ A. 增大电源电压​ B. 采用差动结构​ C. 减小极板厚度​ D. 增大极板间距离 【答案】B 15.变面积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.在变面积式电容传感器的测量系统中，若电源频率不稳定，对下列哪种测量转换电路影响最大？​ A. 交流电桥​ B. 运算放大器电路​ C. 二极管双 T 型交流电桥​ D. 都一样 【答案】C 17.变面积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.变面积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。 19.某变面积式电容传感器在测量角位移时，电容量的变化与角位移呈（ ）。​ A. 正弦函数关系​ B. 线性关系​ C. 反比关系​ D. 指数关系 【答案】B 20.变面积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 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.变面积型电容传感器的工作原理是基于极板面积的变化。 【答案】A （ ）2.变面积型电容传感器只能用于测量位移。 【答案】B 【解析】变面积型电容传感器不仅可以用于测量位移，还可以用于测量角度、液位等其他物理量。 （ ）3.变面积型电容传感器的灵敏度与极板面积成正比。 【答案】A （ ）4.变面积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.变面积型电容传感器的测量范围主要受限于极板面积。 【答案】A （ ）6.变面积型电容传感器的响应时间主要取决于极板面积。 【答案】B 【解析】响应时间主要取决于电路设计，而不是极板面积。 （ ）7.变面积型电容传感器的非线性误差主要来源于极板面积变化。 【答案】A （ ）8.变面积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.变面积型电容传感器的分辨率主要取决于电路设计。 【答案】A （ ）10.变面积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） 1.一个变面积型电容传感器的极板面积为 A=10 cm2，极板间距为 d=1 mm，介电常数为 ϵ=8.85×10−12 F/m。当极板面积变化 ΔA=2 cm2时，计算电容的变化量 ΔC。 【解析】 初始电容值 C0为： C0=ϵA/d=8.85×10−12×10×10−4/1×10−3=8.85×10−12 F 变化后的极板面积 A1=A+ΔA=12 cm2，变化后的电容值 C1为： C1=ϵA1/d=8.85×10−12×12×10−4/1×10−3=10.62×10−12 FC 电容变化量 ΔC为： ΔC=C1−C0=10.62×10−12−8.85×10−12=1.77×10−12 F 2.一个变面积型电容传感器的初始电容值为 C0=100 pF，当极板面积变化 ΔA=5 cm2时，电容值变化为 ΔC=50 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面积变化量的比值： S=ΔC/ΔA=50×10−12/5×10−4=1×10−7 F/m2 3.一个变面积型电容传感器的极板面积为 A=5 cm2，极板间距为 d=0.5 mm，介电常数为 ϵ=8.85×10−12 F/m。当极板面积变化 ΔA=1 cm2时，计算电容的相对变化率 ΔC/C0​。 【解析】 初始电容值 C0为： C0=ϵA/d=8.85×10−12×5×10−4/0.5×10−3=8.85×10−12 F 变化后的极板面积 A1=A+ΔA=6 cm2，变化后的电容值 C1为： C1=ϵA1/d=8.85×10−12×6×10−4/0.5×10−3=10.62×10−12 F 电容变化量 ΔC为： ΔC=C1−C0=10.62×10−12−8.85×10−12=1.77×10−12 F 电容相对变化率为： ΔC/C0=1.77×10−12/8.85×10−12≈0.2 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 $$