107年:呼治儀器(2)
有關機電轉換器(electromechanical transducer)測量壓力原理的敘述,下列何者錯誤?
A應變片壓力轉換器(strain gauge pressure transducer)因壓力增加延長應變片而增加電阻,致電壓下降以監測壓力變化
B可變電感轉換器(variable inductance transducer)因壓力增加造成金屬膜位置改變,而改變兩邊線圈的電感以算出壓力變化
C可變電感轉換器(variable inductance transducer)容易受震動及病人休克而影響測量值
D可變電容轉換器(variable capacitance transducer)因壓力增加造成金屬膜位置改變,而改變電容以算出壓力變化
詳細解析
本題觀念
機電轉換器(electromechanical transducer)會先把壓力造成的膜片位移或形變,轉成電阻、電感或電容的改變,再由電路換算成可顯示的壓力。判讀這類題目要分清楚三種感測原理:應變規看電阻變化,可變電感型看膜片位移造成的磁耦合或電感變化,可變電容型看膜片與固定電極間距改變造成的電容變化。另要把「感測器本身受到機械干擾」和「病人的真實壓力改變」分開,不能看到病人狀態改變就直接推論是轉換器容易受干擾。
選項分析
- A 應變片壓力轉換器的描述:正確。 壓力使彈性膜片產生形變,附著或整合在膜片上的應變片長度與截面狀態改變,電阻因而改變。將應變片放入電橋,電阻差可轉成輸出電壓;在本題所述的電路極性下,壓力增加可表現為輸出電壓下降,所以能用電壓變化監測壓力。
- B 可變電感轉換器的描述:正確。 壓力推動金屬膜片移動,改變膜片和兩側線圈的相對位置、磁路或磁耦合,兩邊線圈的電感差隨之改變。經過交流激勵與訊號處理後,電感差可換算成壓力,這是可變電感型的核心測量方式。
- C 可變電感轉換器容易受震動及病人休克影響:錯誤。 依呼吸器設備教材的比較,可變電感型通常對振動與震動相對不敏感,這並不是它的典型限制;教材反而把較易受機械振動影響的情況歸到其他結構。病人發生休克時,若血壓真的改變,轉換器應該反映真實壓力變化,不能把這種生理變化
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