109年:呼治儀器(1)

下列何者不是利用機電原理(electromechanical method)來測量壓力變化?

A無液壓力測量計(aneroid manometer)
B應變壓力轉換器(strain gauge pressure transducer)
C可變電感轉換器(variable inductance transducer)
D可變電容轉換器(variable capacitance transducer)

詳細解析

本題觀念

壓力測量可先由感測元件承受壓力,再把形變或位移轉成可讀的訊號。題目問的是「不是」利用機電原理者,因此要抓住關鍵:機電式儀器會把機械變化轉成電阻、電感或電容量等電性變化;若只是靠彈性元件、連桿與指針直接顯示,就是機械式測量。

無液壓力測量計以封閉的波紋管、膜盒或薄膜感受壓力,元件變形後經機械連桿帶動指針,讀者看到的是位移與刻度,不需要電路把訊號轉出。因此它雖然也利用壓力造成的機械形變,卻不是機電式轉換。相反地,應變元件把形變變成電阻變化,可變電感元件把位移變成電感變化,可變電容元件則把膜片位移變成電容量變化,三者都具備機械量到電訊號的轉換。

選項分析

A 正確。無液壓力測量計是機械式壓力計,利用彈性元件和連桿帶動指針,沒有把壓力轉成電訊號的階段,所以正是題目所問的例外。

B 錯誤。應變壓力轉換器的感測元件受壓後產生微小形變,應變造成電阻改變,再由電路量出壓力,屬於機電式測量。

C 錯誤。可變電感轉換器利用膜片或可動鐵心的位移改變線圈電感,電感變化再被轉換成電性讀值,因此符合機電原理。

D 錯誤。可變電容轉換器以膜片位移改變兩電極間距或有效面積,使電容量隨壓力改變,也屬於機械變化轉成電訊號。

答案解析

答案為 A。判斷這類儀器時,不要只看是否有機械形變,而要看最後是否透過電阻、電感或電容變化輸出訊號。無液壓力測量計停留在機械連桿與指針顯示;

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