《自动检测与转换技术》第5章练习分析

PAGEPAGE1《自动检测与转换技术》（“十四五”职业教育国家规划教材）统一书号：ISBN978-7-111-62119-5第五章电容传感器思考题与习题分析说明：填空中的“红色文字”以及分析题中的“提示”并不等于就是答案，只是给出了怎样解题的思路和分析方法，给读者一点启发。作者还在有关题目中，增加了一些新的技术和应用型知识。限于篇幅的限制，有的传感器的内容无法在本教材正文中展开来讲的，现在有了这个“思考题与习题分析”，就可以在此展开介绍，希望对读者有一点帮助。部分分析采用口语化的型式，希望能够提高读者的兴趣。所展开的知识可能有一部分超过本教材的深度，读者可以上网对照有关资料来理解和提高。希望读者看完本分析之后，就其中的疑难、错误等问题，来信与作者进行探讨，邮箱为liangsen2@126.com，上海电机学院的梁森老师代表编写团队与大家交流。谢谢大家。1．单项选择题1）在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入___水的介电常数是80，也就是说，它是真空或干燥空气的介电常数的80倍___，可测得最大的电容量。A．塑料薄膜B．干的纸C．湿的纸D．玻璃薄片2）电子卡尺的分辨率可达0.01mm，行程可达200mm，它的内部所采用的电容传感器型式是__动尺相对于定尺，作水平移动的时候，两者的间距可能作微小的随机变化，但不影响数字式传感器的测量结果____A．变极距式B．变面积式C．变介电常数式3）在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中___变电容式传感器的振荡频率f=___。A．电容和电感均为变量B．电容是变量，电感保持不变C．电容保持常数，电感为变量D．电容和电感均保持不变4）湿敏电容可以测量___绝对湿度与每立方米的空气中所含水蒸气的质量（g/m³）有关___。A．空气的绝对湿度B．空气的相对湿度C．空气的温度D．纸张的含水量5）电容式接近开关对___含水量大的介质的介电常数大，而且极化损耗也较大，有利于接近开关的翻转___的灵敏度最高。A．玻璃B．塑料C．纸D．鸡饲料6）图5-22中，当储液罐中装满液体后，电容差压变送器中的膜片_____向压力小的方向偏移_____。A.向左弯曲B．向右弯曲C.保持不动7）自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是___一个月用了多少水___。A．瞬时流量，单位为t/hB．累积流量，单位为t或m³C．瞬时流量，单位为k/gD．累积流量，单位为kg8）在图5-20中，管道中的流体自左向右流动时，____前端的静压力比后端的动压力大；后端变窄，流速变大……_____。A．p1>p2B．p1<p2C．p1=9）管道中流体的流速越快，压力就越_____在一个流体系统，比如气流、水流中，流速越快，流体的压力就越小。这就是被称为“流体力学之父”的丹尼尔·伯努利1738年发现的“伯努利定理”。____。A．大B.小C.不变10）电子血压计测量人体___动脉压力与气囊的压力进行比较____可以使用___半导体的，例如“硅微电容”式，或“压阻式压力传感器”（需要温度补偿）___来完成测量。A．动脉的绝对压力B．动脉的压力，并与自动充放气气囊的压力进行比较C．压阻式压力传感器D．弹簧管式压力传感器血压测量的历史和测量原理：直接式电子血压计是用压力传感器直接测量压力变化，最典型的例子是将针管插入马的静脉，然后直接测量马的静脉的压力（就是物理学中的“压强”）。1733年，一位叫海耶斯的牧师，首次测量了动物的血压。他用尾端接有小金属管针尖（末端带有长几百cm的细铜管）插入一匹马的颈动脉内，玻璃管（铜管）挂在树枝上。此时马的血液进入玻璃管内，据当时的观察，液柱高达270cm（血压等于液柱的高度乘以液体的密度）。这表示马颈动脉内的血压可维持270cm的血柱高，高度会因马的心跳而稍微升高或降低。心脏收缩时血压升高（收缩压），心脏松弛时血压下降（舒张压）。上述方法既危险，又不方便。图5-01海耶斯的牧师（哈马斯）测量马血压1896年，意大利人里瓦罗克西改制出一种不破坏血管的血压计。这种血压计由袖带、压力表和压气橡皮球三个部分构成。测量血压时，将袖带平铺缠绕在手臂上部，用手捏压橡皮球，然后观察压力表跳动的高度，以此推测血压的数值。但是，它也有很大的缺陷：只能测量动脉的收缩压，而且测量出的数值也只是一个推测性的约数。大约10年后，俄国人尼古拉·科洛特科夫对罗克西的血压计进行了改造。在测定血压时，在袖带里面靠肘窝内侧动脉搏动位置插入一个医用听诊器。在测量血压时，当测量者听到听诊器中传出第一个因血液冲开袖带的阻挡而产生的噪声时，水银柱所达到的高度就是收缩压（血压等于水银柱的高度乘以水银的密度）。接着人为地给袖带放气，水银柱随之下降，当脉搏跳动声音变弱到一定程度时（血液不再收到袖带的约束，噪声减小较多，需依靠医生的经验判断），水银柱所指示的高度就是舒张压。上述方法称为“听诊法”，也称“柯氏音法”，它一直延用至今。“柯氏音法”并不是简单地测量血管的血压的数值，属于比较法测量。间接法测量仪器可分为：“汞柱血压计”、“随机零点血压计”、“弹簧表式血压计”、“自动电子血压计”、“间歇式长时间血压测量计”（24小时工作）、“皮肤小动脉血压测定计”（婴儿等）等。“间接法电子血压计技术”的原理：经历了听诊法（柯氏音法）和“示波法”（又称振荡法）两个阶段的发展。听诊法电子血压计的工作原理是：微处理器控制从外部施加到被测部位上的压力（由微型气泵产生），并将压力控制的结果与其相关的柯氏音的产生和消失的信息加以判断。如果听到第一声柯氏音，就是收缩压，柯氏音消失时刻的压力就是舒张压。自动电子血压计主要由加压气泵、电子控制排气阀、气压传感器（“硅微电容”式）等组成。电子血压计可自动向充气袖带内充气，并同步显示血压值的读数。通常最高压力值加至测量者收缩压再+30mmHg左右。现在常用的测量血压的方法称为“示波法”，又叫“振荡法”。使用方法是：首先把示波法的“减压式血压计”的袖带捆在手臂上，对袖带自动充气（压力和流量必须稳速），到一定压力（一般比收缩压高出30~50mmHg）后停止加压（血管受压迫，血液的流量较小），然后开始放气。当气压低于一定程度时，血流就能通过血管，且产生微弱的“机械振荡波”。振荡波传播到压力传感器，压力传感器能实时检测到所测袖带内的压力及波动。微处理器控制“微型电磁阀”逐渐放气，振荡波越来越大。继续放气到一定的程度，由于袖带与手臂的接触较松，因此压力传感器所检测的压力及波动都越来越小。选择波动最大的时刻为参考点，以这点为基础，向前寻找峰值的0.45的波动点，这一点为收缩压，向后寻找峰值的0.75的波动点，这一点所对应的压力为舒张压（以上两个常数均为各厂家自定的数值，有较大的争议）。以上计算均要依赖于微处理器进行复杂的记忆、判断与计算。上述测量血压的过程是在减压时进行的，称为“MWD技术”。“MWI技术”（第三代技术）：与MWD的判断过程相反，它是在加压时测量峰值的，到一定的程度（就是没有血管振动了）就不再加压，可避免因加压过高而引起的不适。MWI技术血压计通过软件对电子控制排气阀进行伺服控制（比较耗电），使进气和排气（共用一个微电磁阀）速度维持恒定不变。认为电子血压计的测量结果比水银血压计的听诊法所测出的结果更加准确的观点是错误的。由于电子血压计中的传感器的“温漂”和“时漂”是不可预知的，所以自动电子血压计测得的血压值可能与汞柱式血压计人工测得的血压值有一定差距，所以应定期（例如每三个月一次）进行校验。由于汞柱式血压计中的水银的密度基本不变（与温度有关），水银柱的高度（与读取时间有关）可能存在一些“人工读数误差”，但仪器可以使用几十年（橡皮管可能会老化）。由于水银有毒，所以欧美国家现在不再允许医院使用汞柱式血压计（计量单位可以使用）。现在的医院中，汞柱式体温计也不让使用了，特别是对于婴幼儿，必须使用“热敏电阻式体温计”。热敏电阻传感器以及黑白液晶屏的工作电流微乎其微（微安数量级），整个体温计的耗电很省，使用一粒纽扣电池（安装在体温计手柄的最上端的盖子里头）。按下电源开关后，液晶屏就开始显示环境温度值，到达升温曲线的95%后（此时热敏电阻的温度不再上升了），就发出一声很轻的“嘀声”（压电片的阻抗很大，内阻很大，工作电流很小），提醒使用者可读取体温数值。再过10秒钟，热敏电阻式体温计就会自动断电。电池可以用一年以上，更换方便，但是废电池要妥善处理（符合国家新标准的新型纽扣电池已经很环保了，含汞量很少）。2．图5-21是光柱显示、分段电容传感器编码式液位计原理示意图。玻璃连通器3的外圆壁上等间隔地套着N个不锈钢圆环，显示器采用101线LED光柱（第一线常亮，作为电源指示）。图5-21光柱显示分段电容传感器编码式液位计原理示意图1－储液罐2－液面3－玻璃连通器4－钢质直角接头5－不锈钢圆环6－101段LED光柱7－进水口8－出水口1）该方法采用了电容传感器中变极距、变面积、变介电常数三种原理中的哪一种？2）被测液体应该是导电液体还是绝缘体？3）设n=32，h2=8m，分别写出该液位计的分辨率（%）及分辨力（h2/n，几分之一米），并说明如何提高此类传感器的分辨率。4）设当液体上升到第32个不锈钢圆环的高度时，101线LED光柱全亮，则当液体上升到m=8个不锈钢圆环的高度时，共有多少线LED被点亮？5）如果第26线亮，其他都不亮，能说明h2=2m吗？可能是什么问题？提示1：1）该方法采用了电容传感器中变极距、变面积、变介电常数三种原理中的哪一种：可以理解为变面积式的。这是因为随着水位的增加，作为内电极的导电的水柱与外电极的不锈钢圆环之间的有效面积就越来越大，电容量就增大，属于非接触式测量。但是，本题中，不锈钢圆环是不连续的，也就是说，电容量呈现跳跃的情况，从而可以进行数字量的编码，因此本仪表属于“数字式传感器”。与图5-6或5-14所示的渐进式电容液位传感器比较，在输出信号方面，有较大的区别；显示器的显示值也不是连续的，而是“离散”的型式。例如，假设水位计的有效量程为8m，一共有8个圆环。当第3个不锈钢圆环所包围的玻璃管里头有水，而第4个圆环所包围的玻璃管里头没有水时，显示值是“3m”。当水位上升到第3个到第4个圆环之间的3.4m、3.5m、3.6m、3.7m时，显示值不会变化；当水位达到3.8m略高一点时（水在玻璃管中会产生“毛细管”现象），显示值就一下子从“3m”跳变到“4m”，不会有中间的示值（例如3.5m）。读者可能会问：水位为3.8m的时候，显示值是3m还是4m呢？有时在现场可以看到这类数字式传感器的示值在“3m”和“4m”之间跳动，而且会跳个不停。设计者为了避免显示值频繁跳动（易引起视觉疲劳，控制器也会频繁“动作”），可以设计一个类似于“斯密特特性”的电路。假设“回差”设定为0.3m，翻转点设定为3.8m和4.1m。一旦水位略微超过4.1m，就显示4m。那么，当水位从4.1m略微降低到3.9m，示值是多少呢？还是显示4m！而不会显示3m。只有当水位低于3.8m的时候，才显示3m。那么，当水位又略微上升到3.9m、4.0m呢？还是显示3m！而不会显示4m。只有当水位再次升高，超过4.1m的时候，才显示4m。读者可能要问，这样的设计有什么好处呢？设计者已经预先估计到：水位逐渐上升超过4.1m的时候，不至于又立即下降到3.8m；或者水位已经下降到3.8m以下了，不至于又立即上升回到4.1m。具有“回差特性”的电路就可以较稳定地显示一个数值，而不至于跳动不止。控制电路也就不会频繁动作（可能会引起继电器、交流接触器、晶闸管、电动机频繁接通和截止，可能会引起发热，电火花会干扰其他电路）。综上所述，这个施密特特性的“回差”是0.3m。无论上升或者下降，都必须超过这个回差，显示值才会“翻转”到新的数值。你想象一下抽烟吧！所以最好不要学会抽烟哈。更重要的是：如果拿水位计的输出信号去控制泵水的水泵电动机，不具有施密特特性的控制电路，就会频繁“启/停”电动机，不用一天就烧毁电动机了。这个“施密特”原理还可以用于电炉的温度控制，避免交流接触器的触点反复“跳火”（很快就会烧毁触点的）。如果要使显示器更加稳定，或者说使得水泵的“启/停频率”更少一点，可以将施密特的回差设定得大一些，例如0.5m，但是，显示值和控制准确度也会随之变差。现在的控制电路多是数字式的，施密特的回差是可以由键盘设定的，由计算机或微处理器来计算和控制。2）被测液体应该是导电液体还是绝缘液体：如果被测液体是绝缘体，就无法与不锈钢圆环构成电容。在接地的金属容器里面的导电液体相当于接地电极，外电极作为“热端”，接到测量电路去。3）设n=32，h2=8m，分别写出该液位计的分辨率（%）及分辨力（h2/n，几分之一米），并说明如何提高此类传感器的分辨率：分辨率=(1/n)×100%=……；分辨力=h2/n(m)=……由于n在分母，所以要提高分辨率（数值越小越好），就要使n的数值变……4）设当液体上升到第32个不锈钢圆环的高度时，101线LED光柱全亮，则当液体上升到m=8个不锈钢圆环的高度时，共有多少线LED被点亮：LED被点亮的数值=(101-1)×(m/n)+1=……，式中的“101线”的“第一根线”是当作电源指示的，与液位无关。5）如果第26线亮，其他都不亮，能说明h2=2m吗？可能是什么问题：在第一小题中，我们没有提到“设备的故障”问题。例如，当第三个不锈钢圆环的引线断了，那么当第四个有水时，是不是101线LED光柱的中间会缺几个呢？这个要看微处理器的软件是怎么设定的。通常应该设定一个“故障报警”的功能，可以用某几个LED的“频闪”来提示“断线”。本小题中，如果第26线亮，其他都不亮，不一定就能说明h2=2m。有以下几种原因：①首先，最低一位所对应的电源指示没有亮，说明仪表有问题；②可能确实有水，但水位计被设计成只有对应的水位的LED一根“独亮”（不合理的设计），但电源指示这一根LED坏了；③有水，但一捆引线中，有部分断了，有的没有断。总之是乱套了，无法判断水位到了哪儿，需要到现场去检修。提示2：本题只是一种“数字式液位计”的初步设计。实际上，由于玻璃管“挂水”等原因，可能造成误差或错判（显示的液位可能会高了好几格）。如果要在真实的高温、高压的环境中测量水位，可以使用“电接点式水位计”。提示3：电接点式水位传感器属于接触式测量，有一组耐高温、耐腐蚀的铂金系列的金属与陶瓷外壳构成高绝缘性的“电接点电极”，依靠螺纹旋紧在金属管道上。当液位升高，浸泡到某几个电极的时候，这几个电极输出“低电平”（激励信号被“接地”），高于液位的其余电极输出“高电平”。所有的电极通过高绝缘的导线拉到“显示器”进行编码，从而显示出被测液位。被测液体必须是导电的。由于电极可能被浸泡在高达200℃的高压、沸腾的高温水中（例如锅炉的汽包），使用一段时间后，可能会产生电极的腐蚀、漏电等问题。提示4：还可以选择多段式电感式传感器作为液位检测传感器：例如，将一段柱状“铁氧体”（耐高温，中频特性好）包裹在轻质浮球中，随液体的液面上下浮动。在玻璃管的外壁绕制有很多个线圈，当铁氧体进入其中的一个、两个或三个线圈所包围的玻璃管中时，这几个线圈的电感量就增大相应的数值，然后测量转换电路进行判断：哪一个线圈的电感量增大了很多？下方的哪一个线圈的电感量减少了（必须有记忆功能）？哪一个增加了初始值的一半以上等等。经过智能判断，就能知道铁氧体大致处于哪一段线圈的位置，从而得到液位的数值。液位的分辨率是1/2n。式中的n为线圈的数量。如果铁氧体的长度是线圈骨架长度的2倍，液位的分辨率是1/3n。依此类推。这种类型的液位计虽然也属于“数字式液位计”，但是与图5-21所示的传感器本质上有很大的不同。数字式电感液位计能够产生液位信号的传感器只有一个、两个或者三个，无法产生编码信号；而图5-21所示的传感器是：在液位线之下的传感器都有液体信号，电接点式传感器也是如此。多个电感传感器排列在一列的时候，相邻的电感传感器的激励频率需要采用不同的频率，而且不应该是整数的倍数关系（不能够有公共的谐波关系），以免相互干扰。每一个电感传感器都需要独立的“相敏检波电路”，不能采用“差动整流电路”，才能排除“邻位干扰”。提示5：还可以将一段柱状“铝铁硼高强度磁铁”（耐高温，剩磁大，S极朝上，N极朝下，不能水平摆放）包裹在轻质浮球中，随液体的液面上下浮动。在玻璃管的外壁安装了很多霍尔器件（不适合高温领域，会引起温漂；在强核辐射场合，霍尔器件会产生不可恢复的损伤）。当磁铁进入其中的一个或两个霍尔传感器所能感应到的有效磁场的范围时，这几个霍尔传感器的输出就“跳变”为低电平，然后测量转换电路就进行判断，哪几个霍尔传感器输出低电平？哪一个恢复高电平（必须有记忆功能）？哪一个的电平在反复跳动等等。经过智能判断，就能知道磁铁大致处于哪一段霍尔传感器的位置，从而得到液位的数值。由于霍尔传感的磁场检测范围较小（例如3mm），上述霍尔式液位计需要大量的霍尔器件紧挨着排成竖的一列，所以不适合“大量程液位”的测量。可能读者要问，可不可以将少量霍尔元件的间距拉大就可以增加测量范围？答案是：很困难的，需要智能记忆等等技术。因为当磁铁处于两个霍尔元件之间的“无效区”位置时，所有的霍尔元件都没有输出电压，需要根据记忆判断刚才哪个霍尔有信号，磁铁是自下而上运动？还是自上而下运动？（需要判断有关的三个以上的霍尔元件的跳变顺序）……如果液位长期停留于“无效区”位置时，有可能造成误判，导致很严重的后果。与霍尔式不同的是，电感式液位计可以通过加长电感线圈（能够耐核辐射）的长度来达到增加测量范围的目的，而且漆包线本身的成本微乎其微。有时候可以在两米长的玻璃管上绕制两个“超长”（两端圈数多，中间圈数少）的差动电感线圈或者差动变压器。当然，这种差动变压器不是数字式传感器，而是模拟式传感器。提示6：还可以在玻璃管式液位计的“玻璃连通器”的下端接入一个安装“法兰”，再在法兰上安装一个压力传感器（可以是电容式或电感式的）……通过测量液体的压力p+与容器上部的气体的压力p-之差Δp，就可以根据液体的密度计算出液位。如果被测液位的容器是“敞开式”的，只需要测量法兰位置的压力，“差压变送器”的“低压端”向大气敞开。。差压与液位的公式为Δp=p+-p-=(ρgH+p0)-p-=ρgH，液位的零位线是法兰的位置。如果还需要考虑法兰到容器底部的液体高度，读者可以根据上式，加上法兰到容器底部的距离，计算得到总的液位H。提示7：还可以在“玻璃连通器”的顶端安装一个“超声波发射和接收器”的“空气探头”。先是在某一时刻向下发射超声波，再休息几个毫秒，等着接收液面反射的超声波。将发射的时刻与反射波到达的时间差除以二，再乘以超声波的声速，就是超声波发射器到液面的距离x。再拿超声波探头的安装高度减去这个距离x，就等于液位。也可以将超声波“液浸式探头”安装在容器的底部，通过液体来传导超声波。直接测量超声波通过液体到达液面再反射回到探头的时间差……还可以将超声波探头改为雷达，就是雷达液位计……，将浮球和导杆设计成强磁铁和“磁致伸缩杆”，就可以构成“磁致伸缩式液位计”……液位计的型式有十几种，它们各有优点。例如，超声波的波速与温度有较大的关系，雷达的波速就是光速（永恒不变），“磁致伸缩式液位计”容易卡住，具有集成电路的液位计不适合于核辐射场合……等等。提示8：大家自行比较一下以上几种液位传感，说明各有什么优缺点？适用场合？读者可以查阅有关“液位计”的资料。在本作者编写的高职《传感器与检测技术项目教程》（书号：ISBN978-7-111-48817-0）一书的模块六中，有“液位检测”的详尽分析和使用方法。图5-02电接点式水位计示意图图5-03光柱显示示意图图5-04各种液位计示意图3．人体感应式接近开关原理图如图5-22所示，图5-23为鉴频器的输入输出特性曲线。请分析该原理图并填空。图5-22人体感应式接近开关原理图图5-23鉴频器的输入/输出特性曲线1）地电位的人体与金属板构成空间分布电容Cx，Cx与微调电容C0从高频等效电路来看，两者之间构成___由于电源线的正极（所谓的“热端”）有接地的旁路电容器（电解电容由于低频旁路，磁介电容用于高频旁路，相互并联），使得电容器的对地“交流阻抗”很小，相当于“交流地电位”，所以C0的上端实际上等效于“接地”。从以上分析可知，两者并不是粗略看起来的“串联”，而是……___联。V1、L1、C0、Cx等元件构成了__……振荡___电路，f=____见前面的1-3题________，f略高于fR。当人手未靠近金属板时，Cx最____手不起作用__（大/小），检测系统处于待命状态。2）当人手靠近金属板时，金属板对地分布电容Cx变___从0开始，逐渐……___，因此高频变压器T的二次侧的输出频率f变____记住是并联__（高/低）。3）从图5-23可以看出，当f低于fR时，U01___成正比的啦___于UR，A2的输出U02将变为___比较器的“负输入端电压”低于“正输入端电压”的时候，报警器翻转为……___电平，因此VL___如果比较器的输出为4V，LED当然就……___（亮/暗）。三端稳压器7805的输出为___多数电路和IC不使用负电压___（正/负）__就是7805的最后一位数____伏，由于运放饱和时的最大输出电压约比电源低1V左右，所以A2的输出电压约为__5-1____伏，中间继电器KA变为___必须采用3~5V的高灵敏度的继电器___状态（吸合/释放）。4）图中的运放接正反馈电阻Rf2，所以IC2在此电路中起___不是放大器___器作用；V2起___既有电流，也有电压放大作用___（电压放大/电流驱动）作用；基极电阻R5起___不让基极电流太大的……___作用；VD1起____在继电器的线圈突然断电的时候，由于磁场能量的释放，线圈会产生很高的“反向感应电动势”，e=-Ndi/dt，式中的N为线圈的匝数，i为导通时候的电流，t为电流减小到原来的0.63时的时间。由于上式中的e有一个负号，所以反向感应电动势是上负下正的，对于VD1来说是“正偏”的，在切断线圈电流的瞬间，VD1是导通的（平时是反偏的），就可以逐渐吸收磁场的能量，延长电流（称为“续流”）的时间t，减小了反向感应电动势e，从而保护了……__作用，防止当V2突然截止时，产生过电压而使___最薄弱的元件，也就是既有较大电流，也有较大电压的元件……___击穿。5）通过以上分析可知，该接近开关主要用于检测_____导电的物体，例如……的接近____，它的最大优点是____非接触地……_____。可以将它应用到____？？______以及____？？___等场所。4．利用学过的知识将图2-31中的应变式水平仪改为差动电容式水平仪。请画出结构简图，并说明属于变极距、变面积、变介电常数中的哪一种类型。提示：将重球上端的悬臂梁的面积加大，左右各设置对应面积的定极板。当水平仪的底座左边低右边高的时候，动极板（悬臂梁）与左边定极板的距离变？？，电容量变？？；动极板（悬臂梁）与右边的定极板的距离变？？，电容量变？？同理，当水平仪的底座左边高右边低的时候，动极板与左边的定极板的距离变？？，电容量变？？；动极板与右边的定极板的距离变？？，电容量变？？该电容式的传感器属于变极距电容传感器，灵敏度很高，可以测量微小的位移。但是由于变极距电容传感器的极距通常设置为较小的数值（例如1mm），所以该类型的传感器的量程也就较小。由于稍微移动一下该传感器，就有可能使得动极板（悬臂梁）与定极板的距离缩小为零，可能碰坏动极板，所以必须在悬臂梁的末端左右两边各设置一个“限位器”。在悬臂梁的位移超过设定值时，限位器就能限制住定极板的位移，不至于碰坏传感器。图2-31应变式水平仪结构示意图1－质量块2－悬臂梁3－应变片4－显示器