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，我们来分析一下这道题。 ### 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，但通常在实际应用中，介电系数是固定的，不易改变。因此，这种方法不适用于测量微米级的距离。 2. **B. 极板面积** - 改变极板面积也可以改变电容值，但极板面积的变化通常需要较大的机械结构变动，不适合用于测量微小的距离变化。 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。当极板距离发生变化时，电容值会相应地变化。由于微米级的距离变化可以直接反映在电容值的变化上，因此这是最合适的选项。 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，因此这个选项不合适。 ### 为什么选择C 选择C的原因是，当需要测量微米级的距离时，改变极板之间的距离是最直接和灵敏的方法。电容值与极板距离成反比关系，即： \[ C \propto \frac{1}{d} \] 因此，极板距离的微小变化会导致电容值的显著变化，从而可以精确地测量出微米级的距离。 ### 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。如果极板距离减小到5微米，根据电容公式，电容值将增加一倍，变为20 pF。这种变化可以通过电路检测出来，从而精确地测量出极板距离的变化。