单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级传感器与检测技术董春利 主编潘洪坤 执笔大连职业技术学院电气电子工程系2008年3月全国高等职业教育规划教材省级精品课程配套教材第三章 电容式传感器3.1 电容式传感器的原理与结构3.2 电容式传感器的特性与补偿3.3 电容式传感器的测量电路3.4 电容式传感器的应用利用电容器的原理将非电量转换成电容量进而实现非电量到电量
第一节 工作原理和类型3. 变介电常数型电容式传感器电容与液位的关系为:Rg下一页L式中: L——振荡回路的电感 C——振荡回路的总电容C=C1C2C0±ΔC 其中 C1为振荡回路固有电容 C2为传感器引线分布电容 C0±ΔC为传感器的电容 RC(2IC适当选择线路元件参数及电源频率f使kl>5k2>
第3章电容式传感器 硅微电容式传感器(3)变介质型传感器C 相对非线性误差为 电容传感器输出特性 2 变面积型(S) δ传感器有效电容计算: 测量电路I2C1同理负半周时电容C1的平均电流: uABuAUr0U1t设R1R2R则 Cx结论: 1.变极距型电容式传感器常工作在一个较小的范围内(1cm至零点几mm)而且?δ最大应小于极板间距δ的15110只有当(?δδ<<
灵敏度:S n= ΔC Δd = C0 d0非线性误差 δ为:δ = Δd d0 × ΔCC C 2 1
A ?? 极板面积?? 极板间距 ?0 ?? 真空介电常数?r ?? 极板介质的相对介电常数变极距型电容传感器适用于较小位移(μm至数百微米)这是一种利用介质介电常数的变化将被测量转换为电量的传感器在固定的二极板之间加入除空气以外的其他待测介质或由其他物理量控制的介质当介质变化时电容量随之变化电容传感器的测量电路实际上是测量电容变化的电路但电容值很微小因此必须借助测量电路检出这一微小电容的增量并将
第三章1. 变间隙式2. 变面积式3. 变介电常数式两极板间的电容(线性关系)2.变压器式交流电桥二.边缘效应的影响
第4章??????? 电容式传感器第4章??????? 电容式传感器电容式传感器典型应用 电容传感器工作原理和类型第4章??????? 电容式传感器第4章????? 电容式传感器 相对非线性误差为 平板变面积型电容传感器灵敏度传感器原理及应用第4章??????? 电容式传感器交流电桥的多种形式 电容式传感器的应用举例 1.电容式压力传感器 工业生产流程自动控制中膜片式压力计是常用的一种电容
优点:(1)测量范围大抗过载能力大(2)灵敏度高(3)动态响应时间短(4)机械损失小(5)结构简单适应性强(6)价格低廉等S当覆盖长度变化时电容量也随之变化当内筒上移为a 时内外筒间的电容C1为:a(2)单组式平板形线位移传感器h1可知传感器的电容量C与液位高度h1成线性关系1C2 d0注:RS一般不大化简时 可忽略E将电桥平衡条件Z1Z4Z2Z3带入上式整理得由图3-9可知uo一电容电场的边
((长)Cp寄生电容输出与极距变化为线性关系bC4 其中C1和C3分别为绝缘套在电极上下两部分形成的电容C2为液面上方气体在容器壁与绝缘套管外表间形成的电容C4为液体在容器壁与绝缘套管外表面间的电容根据同心圆筒电容计算公式可得电容分别为真空介电常数L
概述电容式指纹传感器硅微电容式传感器 电容传感器工作原理和类型第4章??????? 电容式传感器ΔC传感器与检测技术讨论: 要提高传感器灵敏度 K 应减小初始极距 但初始极距受电容击穿电压限制 非线性随相对的位移的增加而增加为保证线性 度应限制相对位移 起始极距与灵敏度相矛盾变极距型电容传感器 适合测小位移 为提高灵敏度和改善非线性一般采用差动结构C2电容的相对变化量
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