第05章傳感器ppt課件

1、11第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器11第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器22第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器22第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器優(yōu)點：優(yōu)點：高阻抗，小功率。高阻抗，小功率。靈敏度高，具有較高的信噪比和系統(tǒng)穩(wěn)定性。靈敏度高，具有較高的信噪比和系統(tǒng)穩(wěn)定性。良好的動態(tài)特性。良好的動態(tài)特性。結構簡單，適應性強。結構簡單，適應性強。可進行非接觸測量?？蛇M行非接觸測量。本身發(fā)熱影響小。本身發(fā)熱影響小。缺陷：缺陷：變間隙電容傳感器非線性較嚴重。變間隙電容傳感器非線性較嚴重。輸出阻抗很高。輸出阻抗很高。寄生電容大。寄生電容大。33第第7章章 磁電式傳感器磁電

2、式傳感器33第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器運用：運用： 傳統(tǒng)電容式傳感器主要用于位移、振動、角度、加速度等機械量精密測量。現(xiàn)逐漸應用于壓力、壓差、液面、成份含量等方面的測量。44第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器44第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器電容式接近開關電容式接近開關電容式指紋傳感器電容式指紋傳感器電容式變送器電容式變送器差壓傳感器各種電容式傳感器各種電容式傳感器55第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器55第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器電容式傳感器典型應用電容式傳感器典型應用硅微電容式傳感器硅微電容式傳感器測

3、量管道液位高度測量管道液位高度66第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器66第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器5.1 5.1 電容式傳感器的工作原理電容式傳感器的工作原理在忽略邊緣效應時，平板在忽略邊緣效應時，平板電容器的電容為電容器的電容為 dACr01 1 平板電容器平板電容器77第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器77第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器2 2 同軸圓柱型電容器同軸圓柱型電容器)()ln(20rRrRLCr圖圖5-2 5-2 同軸圓柱型電容器同軸圓柱型電容器L-L-圓柱電容器高度圓柱電容器高度R-R-外圓柱半徑外圓柱半徑r-r-內(nèi)圓

4、柱半徑內(nèi)圓柱半徑r - r - 兩圓柱極板間的介電常數(shù)兩圓柱極板間的介電常數(shù)88第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器88第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器邊緣效應：邊緣效應：1邊緣效應產(chǎn)生的原因邊緣效應產(chǎn)生的原因2產(chǎn)生的后果產(chǎn)生的后果:邊緣效應將使電容量增大，靈敏度降邊緣效應將使電容量增大，靈敏度降低。低。+-圖圖5-3 5-3 邊緣效應邊緣效應 99第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器99第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器3消除邊緣效應的方法消除邊緣效應的方法增大初始電容量，即可適當增大極板面積、增大初始電容量，即可適當增大極板面積、 減小極板間距

5、。減小極板間距。采用等位環(huán)的方法。采用等位環(huán)的方法。圖圖5-4 5-4 消除邊緣效應消除邊緣效應1010第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器1010第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器 d d 間隔，稱變極距型傳感器間隔，稱變極距型傳感器 S S 面積，稱變面積型傳感器面積，稱變面積型傳感器 介質，稱變介質型傳感器介質，稱變介質型傳感器變極距型傳感器變極距型傳感器按電容器參數(shù)變化特性分類電容器按電容器參數(shù)變化特性分類電容器 C 可以通過改變可以通過改變 5.2 5.2 電容式傳感器的結構類型及主要特性電容式傳感器的結構類型及主要特性1111第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感

6、器1111第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器變面積型傳感器變面積型傳感器1212第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器1212第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器變介質型傳感器變介質型傳感器1313第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器1313第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器5.2.1 5.2.1 變極距型平板電容式傳感器變極距型平板電容式傳感器設動極板未移動時極板間距為設動極板未移動時極板間距為d0,d0,初始電容量為：初始電容量為：00A dC（5.2.1）1414第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器1414第第7章章 磁電式傳

7、感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器極板極板2 2上移上移d d：電容的相對變化量為：電容的相對變化量為： 10000dddddddCCdddCddddAdAddAC000000 （5.2.2）（5.2.3）1515第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器1515第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器 00ddCC所以變極距型電容傳感器在設計時要考慮滿足所以變極距型電容傳感器在設計時要考慮滿足dd0dd0的條件。且一般的條件。且一般dd只能在極小的范圍內(nèi)變化。只能在極小的范圍內(nèi)變化。一般取一般取d/d=0.020.1d/d=0.020.1。時，當1/0dd .13020000dd

8、ddddddCC級數(shù)展開級數(shù)展開（5.2.4）（5.2.5）1616第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器1616第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器 %1000020ddddddr）（式式5.2.4略去二次方以上各項，得略去二次方以上各項，得 )(1 000ddddCC（5.2.6）圖圖5-5 5-5 變間隙式傳感器的非線性變間隙式傳感器的非線性1717第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器1717第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器 1202000ddAdCdCK傳感器的靈敏度為：傳感器的靈敏度為：（5.2.7）闡明闡明: :1 1靈敏度靈敏度K K與極

9、距與極距d0d0的平方成反比。的平方成反比。2) 2) 為了提高靈敏度，減小非線性，常采用差動電容為了提高靈敏度，減小非線性，常采用差動電容式傳感器式傳感器. . 1818第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器1818第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器d0d0越小，靈敏度越高。越小，靈敏度越高。d0d0過小，容易引起電容擊穿或短路。過小，容易引起電容擊穿或短路。 采取的措施：可在極板間放置云母片或其它介電常數(shù)采取的措施：可在極板間放置云母片或其它介電常數(shù)高的材料。高的材料。0dydyAC圖圖5-6 5-6 極板間放置云母片極板間放置云母片1919第第7章章 磁電式傳感器磁電

10、式傳感器1919第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器圖圖5-7 5-7 差動電容式傳感器差動電容式傳感器差動電容式傳感器差動電容式傳感器2020第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器2020第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器初始位置時，初始位置時，00, 021 dSCddddddddd0201,1000011 ddCddSCCC1000021 ddCddSCCC（5.2.9）（5.2.8）2121第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器2121第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器時，當1/0.13020001ddddddCC.13020

11、002ddddddCC .22300021ddddCCCC（5.2.10）（5.2.11）（5.2.12）2222第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器2222第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器 S2 22000ddCdCK %100%10020030 ddddddr略去高次項：略去高次項：電容量的相對變化為電容量的相對變化為 ： 12402000 ）（）（ddddddCC非線性誤差為：非線性誤差為： 002ddCC（5.2.15）（5.2.14）（5.2.13）（5.2.16）2323第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器2323第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章

12、電容式傳感器 板狀線位移變面積型板狀線位移變面積型 當動極板沿箭頭所示的方向移動當動極板沿箭頭所示的方向移動x時，其電容時，其電容量為量為 傳感器的靈敏度為傳感器的靈敏度為圖圖5-8 5-8 變面積式板狀線位移變面積式板狀線位移 1 000lxCdxlbCCCx0dbdxdCxKl CC0 x5.2.2 5.2.2 變面積型電容傳感器變面積型電容傳感器2424第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器2424第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器闡明闡明: :傳感器的輸出呈線性傳感器的輸出呈線性; ;增大增大b b減小減小d0d0，可提高靈敏度，但是，可提高靈敏度，但是b b值的增

13、大受結值的增大受結構的限制。而構的限制。而d d值也不可能太小，否則有可能引值也不可能太小，否則有可能引起電容的擊穿或短路，同時加工難度加大起電容的擊穿或短路，同時加工難度加大; ;l l不能太小，否則邊緣效應影響增大，引起非線性。不能太小，否則邊緣效應影響增大，引起非線性。 2525第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器2525第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器初始電容初始電容C0C0為：為：10002DDlnLC LxCDDlnxLC1201001 當內(nèi)筒上移當內(nèi)筒上移x x時，內(nèi)外筒間時，內(nèi)外筒間的電容的電容C1C1為：為：D1D0LxL CC0 x 同心圓筒形線位移

14、電容式傳感器同心圓筒形線位移電容式傳感器圖圖5-9 5-9 變面積式筒狀線位移變面積式筒狀線位移2626第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器2626第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器變面積型角位移變面積型角位移圖圖5-10 5-10 變面積式角位移變面積式角位移2727第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器2727第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器 0CC，0dSC 0，0 11 00CdSCCC2828第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器2828第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器(a) (a) 厚度傳感器厚度傳感器x5.2.3

15、5.2.3 變介電常數(shù)型電容傳感器變介電常數(shù)型電容傳感器 圖圖5-11 5-11 變介電常數(shù)型厚度傳感器變介電常數(shù)型厚度傳感器CC1C2C3設固定極板長度為設固定極板長度為a a、寬度為、寬度為b b、兩極板間的距離為、兩極板間的距離為d d；被測物的厚度和它的介電常數(shù)分別為被測物的厚度和它的介電常數(shù)分別為xx和和r r (b)等效電路等效電路2929第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器2929第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器A C12xA C1 C10 x31d321C1 C1 11 CCx 0 xxdACxx2CAA若介質一定，可測厚度；若介質厚度不變時，可測介若介

16、質一定，可測厚度；若介質厚度不變時，可測介電常數(shù)，如用于含水量檢測、成分含量檢測等。電常數(shù)，如用于含水量檢測、成分含量檢測等。3030第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器3030第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器 12002r/rlnhC 圖圖5-12 5-12 液位傳感器液位傳感器 1212r/rlnhCx 12022r/rlnhhCx 3131第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器3131第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器 RRF /ln2/ln2/ln2/ln2000012012012012xxxxhhCCrrhrrhrrhhrrhC hhCCx

17、000 12002r/rlnhC 圖圖5-12 5-12 液位傳感器液位傳感器3232第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器3232第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器5.3.1 5.3.1 電容式傳感器的等效電路電容式傳感器的等效電路 圖圖5-13 5-13 電容式傳感器的等效電路電容式傳感器的等效電路傳感器等效電路包括：傳感器等效電路包括：傳輸線的電感傳輸線的電感L L、電阻、電阻RsRs小）；小）；傳感器電容傳感器電容C C ，極板等效漏電阻，極板等效漏電阻RpRp；A A、B B兩端分布電容兩端分布電容CpCp。5.3 5.3 電容式傳感器的測量電路電容式傳感器的測量

18、電路 3333第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器3333第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器1.1.阻容電橋阻容電橋5.3.2 5.3.2 電橋電路電橋電路 圖圖 5-14 5-14 阻容電橋電路原理阻容電橋電路原理3434第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器3434第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器2.變壓器電橋變壓器電橋圖圖 5-15 5-15 變壓器電橋電路原理變壓器電橋電路原理22111,1CjZCjZ3535第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器3535第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器將阻抗表達式代入上式得將阻抗表達式

19、代入上式得 當動極板移動當動極板移動d時，時，則有則有 電橋的輸出電壓為電橋的輸出電壓為: )(221212122ZZZZUUZZZUUsc)(21221CCCCUUscddACddAC0201,02ddUUsc3636第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器3636第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器二、調(diào)頻測量電路二、調(diào)頻測量電路 電容式傳感元件電容式傳感元件作為作為LCLC振蕩器諧振回振蕩器諧振回路的一部分，當電容路的一部分，當電容傳感器工作時，電容傳感器工作時，電容CXCX發(fā)生變化，使振蕩發(fā)生變化，使振蕩器的頻率器的頻率f f發(fā)生相應發(fā)生相應的變化。調(diào)頻振蕩器的變化。調(diào)

20、頻振蕩器的頻率為的頻率為: : 12fLC3737第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器3737第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器5.3.3 5.3.3 差動脈寬調(diào)制電路差動脈寬調(diào)制電路圖圖5-16 差動脈沖調(diào)寬電路差動脈沖調(diào)寬電路3838第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器3838第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器差動脈沖調(diào)寬電路各點電壓波形圖差動脈沖調(diào)寬電路各點電壓波形圖3939第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器3939第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器根據(jù)電路知識可知：根據(jù)電路知識可知： 12121211UTTTU UTT

21、TUBA，UAUA、UBAUBA點和點和B B點的矩形脈沖的直流分量；點的矩形脈沖的直流分量；T1T1、T2 T2 分別為分別為C1C1和和C2C2的充電時間；的充電時間；U1U1觸發(fā)器輸出的高電位。觸發(fā)器輸出的高電位。 lnln1122211111ffUUUCRTUUUCRTC1C1、C2C2的充電時間的充電時間T1T1、T2T2為：為：)1 (111TfeUU4040第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器4040第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器A A、B B兩點間的電壓經(jīng)低通濾波器濾波后獲得，等于兩點間的電壓經(jīng)低通濾波器濾波后獲得，等于A A、B B兩點電壓平均值兩點

22、電壓平均值UAUA與與UBUB之差，之差， 12121121212110UTTTTUTTTUTTTUUUBA設設R1R1R2R2R R，那么，那么 121210UCCCCU說明差動脈沖調(diào)制電路輸出的直流電壓與傳感器兩電說明差動脈沖調(diào)制電路輸出的直流電壓與傳感器兩電容差值成正比。容差值成正比。 4141第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器4141第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器對于差動式變極距型電容傳感器：對于差動式變極距型電容傳感器： UddU100對于差動式變面積型電容傳感器來說，設電容器初對于差動式變面積型電容傳感器來說，設電容器初始有效面積為始有效面積為S0S0，

23、變化量為，變化量為SS，則濾波器輸出為：，則濾波器輸出為： USSU1004242第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器4242第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器結論：結論：差動脈沖調(diào)寬電路能適用于任何差動式電容傳感器，差動脈沖調(diào)寬電路能適用于任何差動式電容傳感器，并具有理論上的線性特性。并具有理論上的線性特性。該電路采用直流電源，電壓穩(wěn)定度高，不存在穩(wěn)頻、該電路采用直流電源，電壓穩(wěn)定度高，不存在穩(wěn)頻、波形純度的要求，也不需要相敏檢波與解調(diào)等；波形純度的要求，也不需要相敏檢波與解調(diào)等；經(jīng)低通濾波器可輸出較大的直流電壓，對輸出矩形經(jīng)低通濾波器可輸出較大的直流電壓，對輸出矩形波

24、的純度要求也不高。波的純度要求也不高。4343第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器4343第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器5.3.4 5.3.4 運算放大器式電路運算放大器式電路 1優(yōu)點：改善單個變極距型電容式傳感器特性的非優(yōu)點：改善單個變極距型電容式傳感器特性的非線性關系線性關系 2原理：如下圖原理：如下圖圖圖5-17 運算放大器式電路運算放大器式電路4444第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器4444第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器電路假設條件：電路假設條件：（1運算放大器增益非常高，輸入電壓若不使放大器運算放大器增益非常高，輸入電壓若不使放

25、大器飽和飽和 。“虛地虛地”（2放大器的輸入阻抗很高放大器的輸入阻抗很高 。xixxiiIICjIUCjIU&00 00 xiCCUU&dSCxdSCUUi00&4545第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器4545第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器（3 3留意留意輸出輸出UscUsc與動極片位移與動極片位移d d成線性關系是在運算放大器成線性關系是在運算放大器的放大倍數(shù)和輸入阻抗無限大的條件下得出的，實際的放大倍數(shù)和輸入阻抗無限大的條件下得出的，實際上該測量電路仍然存在一定的非線性。上該測量電路仍然存在一定的非線性。 Usc Usc與電源電壓與電源

26、電壓UiUi、固定電容、固定電容C0C0及電容式傳感器的及電容式傳感器的、A A等有關，任何這些參數(shù)的波動都將使輸出特性等有關，任何這些參數(shù)的波動都將使輸出特性產(chǎn)生誤差，因此固定電容產(chǎn)生誤差，因此固定電容C0C0必須穩(wěn)定，且需要高精度必須穩(wěn)定，且需要高精度的交流穩(wěn)壓源。的交流穩(wěn)壓源。由于電容傳感器的電容小，容抗很高，故傳感器與由于電容傳感器的電容小，容抗很高，故傳感器與放大器之間的聯(lián)結，需要有屏蔽措施。放大器之間的聯(lián)結，需要有屏蔽措施。不適用于差動式電容傳感器的測量。不適用于差動式電容傳感器的測量。4646第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器4646第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章

27、電容式傳感器5.4.1 5.4.1 溫度變化對結構穩(wěn)定性的影響溫度變化對結構穩(wěn)定性的影響1.1.溫度變化引起傳感器特性結構變化溫度變化引起傳感器特性結構變化引起電容式傳感器各組成零件尺寸改變，與組成零件引起電容式傳感器各組成零件尺寸改變，與組成零件的幾何尺寸及零件材料的線膨脹系數(shù)有關。的幾何尺寸及零件材料的線膨脹系數(shù)有關。補償：補償：在結構設計中應盡量減少熱膨脹尺寸鏈的組成環(huán)節(jié)數(shù)在結構設計中應盡量減少熱膨脹尺寸鏈的組成環(huán)節(jié)數(shù)目及其尺寸；目及其尺寸；選用膨脹系數(shù)小，幾何尺寸穩(wěn)定的材料。選用膨脹系數(shù)小，幾何尺寸穩(wěn)定的材料。采用差動對稱結構并在測量線路中對溫度誤差加以補采用差動對稱結構并在測量線路中

28、對溫度誤差加以補償。償。2.2.溫度變化引起介質介電常數(shù)的變化。溫度變化引起介質介電常數(shù)的變化。5.45.4電容式傳感器的結構及抗干擾問題電容式傳感器的結構及抗干擾問題4747第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器4747第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器寄生電容寄生電容分布電容分布電容：電容極板與周圍物體元器件、人體等：電容極板與周圍物體元器件、人體等之間產(chǎn)生的一個電容。之間產(chǎn)生的一個電容。：電容引線與大地之間的電容。：電容引線與大地之間的電容。消除克服方法消除克服方法 ：1 1靜電屏蔽消除寄生電容）：傳感器放入金屬殼靜電屏蔽消除寄生電容）：傳感器放入金屬殼體內(nèi)；體內(nèi)；2

29、 2引線采用屏蔽線且屏蔽線外層良好接地；引線采用屏蔽線且屏蔽線外層良好接地；3 3采用驅動電纜技術。采用驅動電纜技術。5.4.2 5.4.2 寄生電容寄生電容4848第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器4848第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器凸玻璃圓片凸玻璃圓片彈性膜片彈性膜片( (動電極動電極) )P PP P彈性膜片彈性膜片( (動電極動電極) )5.5 5.5 電容式傳感器的應用電容式傳感器的應用4949第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器4949第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器hmaxd0CACLCHC0PHPLCACLCHC0C0CA0

30、0000CCCCCCCCCCCCCCCAAHAALLALA;5050第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器5050第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器圖圖5-20 電容式稱重傳感器電容式稱重傳感器電容式稱重傳感器的結構形式很多，基本原理都是利用電容式稱重傳感器的結構形式很多，基本原理都是利用彈性敏感元件受壓后變形，引起電容隨外加重量的變化彈性敏感元件受壓后變形，引起電容隨外加重量的變化而變化。而變化。稱重時，彈性元件受力變形，稱重時，彈性元件受力變形，使動極板發(fā)生位移，導致傳使動極板發(fā)生位移，導致傳感器電容量變化。配接調(diào)頻感器電容量變化。配接調(diào)頻式電路，就會引起振蕩器的式電路

31、，就會引起振蕩器的振蕩頻率變化，頻率信號經(jīng)振蕩頻率變化，頻率信號經(jīng)計數(shù)、編碼，傳輸?shù)斤@示部計數(shù)、編碼，傳輸?shù)斤@示部分。分。5151第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器5151第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器圖圖5-21 電容式稱重傳感器電容式稱重傳感器F在彈性鋼體上高度相同處打一排孔，在孔內(nèi)形成一在彈性鋼體上高度相同處打一排孔，在孔內(nèi)形成一排平行的平板電容，當稱重時，鋼體上端面受力，排平行的平板電容，當稱重時，鋼體上端面受力，圓孔變形，每個孔中的電容極板間隙變小，其電容圓孔變形，每個孔中的電容極板間隙變小，其電容相應增大。由于在電路上各相應增大。由于在電路上各電容是并聯(lián)

32、的，因而輸出反電容是并聯(lián)的，因而輸出反映的結果是平均作用力的變映的結果是平均作用力的變化，測量誤差大大減小誤化，測量誤差大大減小誤差平均效應）差平均效應）5252第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器5252第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器彈簧片彈簧片定極板定極板2 2質量塊動極板）質量塊動極板）定極板定極板1 1絕緣體絕緣體aC1C2m例例3 3 電容式加速度傳感器電容式加速度傳感器5353第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器5353第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器例例4 4 電容測厚傳感器在板材軋制裝置中的應用電容測厚傳感器在板材軋制裝置中的應

33、用CBRR0C1C2C1L2L圖圖5-23 5-23 電容式傳感器測鋼板厚度電容式傳感器測鋼板厚度5454第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器5454第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器圖圖5-24 5-24 電容式料位計電容式料位計1-1-金屬電容；金屬電容； 2-2-測量電極；測量電極；3-3-輔助電極；輔助電極； 4- 4-絕緣套絕緣套電容式料位計不僅能測不同電容式料位計不僅能測不同性質的液體，而且還能測量性質的液體，而且還能測量不同性質如塊狀、顆粒狀、不同性質如塊狀、顆粒狀、粉狀、導電性、非導電性的粉狀、導電性、非導電性的物料。但因固體摩擦力大，物料。但因固體摩擦力

34、大，容易容易“滯留滯留”，產(chǎn)生虛假料，產(chǎn)生虛假料位，因此一般不使用雙層電位，因此一般不使用雙層電極，而是只用一根電極棒。極，而是只用一根電極棒。5555第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器5555第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器000ln2LdDCL 電容式料位計在測量時，物料的溫度、濕度、密度電容式料位計在測量時，物料的溫度、濕度、密度變化或摻有雜質時，會引起介電常數(shù)變化，產(chǎn)生測變化或摻有雜質時，會引起介電常數(shù)變化，產(chǎn)生測量誤差。為了消除這一介質因素引起的測量誤差，量誤差。為了消除這一介質因素引起的測量誤差，一般將一根輔助電極始終埋入被測物料中。輔助電一般將一根輔助電

35、極始終埋入被測物料中。輔助電極與測量電極極與測量電極( (也稱主電極也稱主電極) )可以同軸，也可以不同可以同軸，也可以不同軸。設輔助電極長軸。設輔助電極長L0L0，它相對于料位為零時的電容，它相對于料位為零時的電容變化量為變化量為 ：5656第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器5656第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器00LHCCLx由于由于L0L0是常數(shù)，因此料位變化僅與兩個電容變化量之是常數(shù)，因此料位變化僅與兩個電容變化量之比有關，而介質因素波動所引起的電容變化對主電極比有關，而介質因素波動所引起的電容變化對主電極與輔助電極是相同的，相比時被抵消掉，從而起到誤與輔助

36、電極是相同的，相比時被抵消掉，從而起到誤差補償作用。差補償作用。5757第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器5757第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器5858第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器5858第第7章章 磁電式傳感器磁電式傳感器第5章 電容式傳感器思考題思考題1 1、變間距、變間距d d型平板電容傳感器，當型平板電容傳感器，當d0=1mmd0=1mm時，時，若要求測量線性度為若要求測量線性度為0.1%0.1%，求允許間距測量的最大，求允許間距測量的最大變化量是多少？變化量是多少？2 2、為什么高頻工作時的電容式傳感器其連接電纜不、為什么高頻工作時的電容式傳感器其連接電纜不能任意變化？能任意變化？3 3、