·阅读· 电容式传感器

电容器的电容决定于极板面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素。如果某一物理量的变化(如角度θ、位移 S、深度 h 等的变化)能

够引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，那么，通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化。作这种用途的电容器则做电容式传感器。

图 1－50 是用来测定角度θ的电容式传感器。当动片与定片之间的角度θ发生变化时，引起正对面积 S 发生变化，因而电容 C 发生变化。测出C，就间接测出θ。知道 C 的变化，就可以知道θ的变化情况。

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图 1－51 是测定液面高度 h 的电容式传感器。在导线外面涂上一层电介质，放入导电液体中，导线芯和液体构成电容器的两个极，芯线外的绝缘层就是极间的电介质。液面度度 h 发生变化时，引起正对面积 S 发生变化，从而使电容 C 发生变化。知道 C 的变化，就可以知道 h 的变化。

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图 1－52 是测定压力的电容式传感器。当待测压力 F 作用于可动膜片电极上时，膜片产生形变，使松间距离 d 发生改变，引起电容 C 的变化。知道 C 的变化，就可以知道 F 的变化。

图 1－53 是测定位移 x 的电容式传感器。随着电介质进入极板间的长度变化，电容 C 发生变化。知道 C 的变化，可以知道位移 x 的变化。

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有各种各样的传感器，绝大多数是依据各种物理原理和物理效应设计而成。我们在初中学过，导线的电阻决定于导线的横截面积、长度和温度等因素，由此可以制成电阻式传感器，用来测定压力、温度等物理量，可以说传感器是把非电物理量(如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等)转换成电学量(如电压、电流等)的一种袋置和元件。对传感器来说，输入的是非电物理量 x，输出的是电学量 y(图 1-54)。

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将非电物理量转换成电学量之后，测量起来比较方便，而且能输入给电子计算机对电学量所载的信息进行计算和处理，各种传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，而且已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以至家庭生活等多种领域。

学习物理要有应用意识，善于把所学知识运用于实际中。希望同学们在这方面作出努力！

信息的采集依赖于传感器，信息的处理依赖于电子计算机，如果把电子计算机称为“电脑”，传感器则可称为“电五官”。

练习六

一个电容器的电容是 1.50×10-2 微法，把它的两个极板接在 90

伏的电源上，求每个极板上的电量。
有一个电容器，在带了电量 Q 以后，两导体间的电势差是

U。如果使它带的电量增加 4.0× 10-8 库，两导体间的电势差就增大 20 伏。这个电容器的电容是多少微法？
有一个平行板电容器，要使它两极板间的电势差加倍，而板间匀强电场的场强减半，下述四种办法中，应采取哪种办法？

两极板的电量加倍，板间距离为原来的 4 倍。
两极板的电量减半，板间距离为原来的 4 倍。
两极板的电量加倍，板间距离为原来的 2 倍。
两极板的电量减半，板间距离为原来的 2 倍。