傳感器課件：電容傳感器

1、 電 容 式 傳 感 器各種電容式傳感器電容式指紋傳感器電容式接近開(kāi)關(guān)外形3-1 電容式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)形式 電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，通過(guò)電容傳感元件，將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化。因此電容式傳感器的基本工作原理可以用圖所示的平板電容器來(lái)說(shuō)明。當(dāng)忽略邊緣效應(yīng)時(shí)，平板電容器的電容為非電量作用 電容量變化電路中電流或電壓變化電容式位移傳感器的位移測(cè)量范圍在1um10mm之間，變極距式電容傳感器的測(cè)量精度約為2%。變面積式電容傳感器的測(cè)量精度較高，其分辨率可達(dá)0.3um。 幾種不同的電容式傳感器的原理結(jié)構(gòu)圖一、變間隙的電容式傳感器1、空氣介質(zhì)的變間隙電容式傳感器

2、圖為這種類型的電容式傳感器的原理圖。圖中2為靜止極板（一般稱為定極），而極板1為與被測(cè)體相連的動(dòng)極板。當(dāng)極板1因被測(cè)量改變而引起移動(dòng)時(shí)，就改變了兩極板間的距離 ，從而改變了兩極板間的電容C。從上式可知，C與關(guān)系曲線如圖所示。極板1極板2C00CC0下極板上移：設(shè)動(dòng)片未移動(dòng)時(shí)極板間距為0初始電容量為：電容的相對(duì)變化量為：C00CC0略去高次項(xiàng)，得：所以變極距型電容傳感器在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮滿足C1,C3C2.1) 試分析此電路的工作原理；2）畫(huà)出輸出端電壓UAB在C1=C2、C1C2、C11，極板寬度為W（圖中未給出），其他參數(shù)如圖所示。解：該電容式傳感器特征方程為： 3. 在上圖中，設(shè)=d=1mm，

3、極板為正方形（邊長(zhǎng)50mm）。1=1，24。試在x為050范圍內(nèi)，給出此位移傳感器的特性曲線，并進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。將數(shù)據(jù)代入上式，得x/mmC/10-11法8.84210-1166.67該傳感器特性曲線如上圖所示，為一直線方程，當(dāng)x為050范圍內(nèi)時(shí)，C的范圍為8.84210-116.631510-11（法） 4.下圖a為一差動(dòng)變極距型電容式位移傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。設(shè)計(jì)如圖b，c兩種檢測(cè)電路，欲利用電路的諧振頻率檢測(cè)位移 ，試分析這兩種方案。對(duì)于方案b，諧振頻率為 對(duì)于方案c，諧振頻率為因此只有方案b可以利用電路的諧振頻率檢測(cè)位移 5.某變極距型電容式位移傳感器的有關(guān)參數(shù)為：初始極距，1mm，r=1，S=