186.应用电容式传感器测量微米级的距离，应该采用改变( )的方式。

好的，让我们来详细解析这道题。 ### 题目背景 电容式传感器是一种利用电容变化来检测物理量（如位移、压力等）的传感器。电容的基本公式为： \[ C = \frac{\epsilon A}{d} \] 其中： - \( C \) 是电容值 - \( \epsilon \) 是极间物质的介电常数 - \( A \) 是极板面积 - \( d \) 是极板之间的距离 ### 选项分析 1. **A. 极间物质介电系数**： - 改变极间物质的介电系数可以改变电容值，但通常介电系数的变化范围有限，且不易控制。例如，从空气（介电系数约为1）到水（介电系数约为80），这种变化虽然显著，但在实际应用中难以精确控制。 2. **B. 极板面积**： - 改变极板面积也可以改变电容值，但这种方法在测量微小距离时不太实用。因为极板面积的变化通常需要较大的物理尺寸变化，而我们关注的是微米级的距离变化。 3. **C. 极板距离**： - 改变极板之间的距离是最直接和有效的方法。当极板距离 \( d \) 发生微小变化时，电容值 \( C \) 会显著变化。例如，如果极板距离从10微米变为11微米，电容值会明显减小。这种变化可以通过高精度的电路检测出来，适用于微米级的距离测量。 4. **D. 电压**： - 电压不是电容的基本参数，而是电容两端的电势差。改变电压不会直接影响电容值，因此不能用于测量距离。 ### 为什么选C 选择C的原因是：在测量微米级的距离时，改变极板之间的距离是最直接和有效的方法。极板距离的微小变化会导致电容值的显著变化，这种变化可以通过高精度的电路检测出来，从而实现对微小距离的精确测量。 ### 示例 假设有一个电容式传感器，初始时极板距离为10微米，电容值为10 pF。当极板距离增加到11微米时，根据电容公式： \[ C_1 = \frac{\epsilon A}{10 \text{ μm}} \] \[ C_2 = \frac{\epsilon A}{11 \text{ μm}} \] 由于 \( \epsilon \) 和 \( A \) 不变，电容值 \( C_2 \) 会比 \( C_1 \) 小。通过检测电容值的变化，可以推算出极板距离的变化，从而实现对微米级距离的测量。