第三章電容式傳感器-文庫吧
2025-07-05 05:29 本頁面
【正文】 ??????????????????axCxadbxCaxCxadbxC110201??第 3章 電容式傳感器 （ 2）圓柱面結(jié)構(gòu)直線位移型 lr2R2x位移? ?xC1? ?xC2rRlCCCxln20021?????? ，靜態(tài)時： 動態(tài)時： ? ? ? ?? ? ? ? ????????????????????lxCxlrRxClxCxlrRxC1ln21ln20201????第 3章 電容式傳感器 （ 3）平面扇形變面積角位移結(jié)構(gòu) ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ? ??????????????????????????0002220002211212????????????CrRdCCrRdC? ? 022021 2 ?? rRdCCC ????靜態(tài)時： 動態(tài)時： 第 3章 電容式傳感器 變極距型差動電容傳感器 定片 動片 0d 0d1C2Cd?位移動態(tài)時： 00210 dACCCd ?????? ，靜態(tài)時： ? ?? ?????????????????????????????????????????????????????????????????dddCddCddAdCdddCddCddAdC000002000001111111??兩極板對應(yīng)的面積為 A。 第 3章 電容式傳感器 三、電容傳感器輸出特性 在差動式平板電容器中 ， 當(dāng)動極板位移 Δd時 ， 電容器 C1的間隙 d1變?yōu)?d0Δd， 電容器 C2的間隙 d2變?yōu)?d0+Δd, 則 002001/11/11ddCCddCC??????第 3章 電容式傳感器 在 Δd/d01時 , 按級數(shù)展開得 ????????????????? ?????????? ?????????????????????? ?????????? ???????3020002302000111ddddddCCddddddCC電容值總的變化量為 ????????????????? ?????????? ??????? ?50300021 2 ddddddCCCC第 3章 電容式傳感器 電容值相對變化量為 ????????????????? ?????????? ????? ?40200012ddddddCC略去高次項，則 ΔC/C0與 Δd/d0近似成為如下的線性關(guān)系： 002ddCC ??? 如果只考慮 ΔC/C0式中的線性項和三次項 , 則電容式傳感器的相對非線性誤差 r近似為 %100%100|/|2|)/(|220030 ????????? ??????ddddddr第 3章 電容式傳感器 非差動型平行板電容傳感器可知， 電容的相對變化量為 00 11ddCC????當(dāng) |Δd/d0|1時，上式可按級數(shù)展開，可得 ? ?113020000 ????????????????? ?????????? ????????ddddddddCC第 3章 電容式傳感器 由上式可見 ， 輸出電容的相對變化量 ΔC/C0與輸入位移 Δd之間成非線性關(guān)系 ， 當(dāng) |Δd/d0|1時可略去高次項 ， 得到近似的線性關(guān)系 ， 如下式所示： 00 ddCC ??? 00 1/ddCCK ????它說明了單位輸入位移所引起的輸出電容相對變化的大小與 d0呈反比關(guān)系。 第 3章 電容式傳感器 如果考慮（ 1）式中的線性項與二次項， 則 ???????? ?????0001 d dd dC C由此可得出傳感器的相對非線性誤差 r為 %100%100|/| )/(0020 ???????ddddddr可以看出：差動式傳感器的非線性誤差比單一電容傳感器的非線性誤差大大降低了 。 第 3章 電容式傳感器 四、 電容傳感器等效電路 RsLC Rp考慮了電容器的損耗和電感效應(yīng) ， Rp為并聯(lián)損耗電阻 ， 它代表極板間的泄漏電阻和介質(zhì)損耗 。 這些損耗在低頻時影響較大 ， 隨著工作頻率增高 ， 容抗減小 ，其影響就減弱 。 Rs代表串聯(lián)損耗 ， 即代表引線電阻 、 電容器支架和極板電阻的損耗 。 電感 L由電容器本身的電感和外部引線電感組成 。 第 3章 電容式傳感器 由等效電路可知 ， 它有一個諧振頻率 ， 通常為幾十兆赫 。 當(dāng)工作頻率等于或接近諧振頻率時 ， 諧振頻率破壞了電容的正常作用 。 因此 ， 工作頻率應(yīng)該選擇低于諧振頻率 ， 否則電容傳感器不能正常工作 。 傳感元件的
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