[工學(xué)]自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)梁森版第五章(完整版)
【正文】 器以各種類型的電容器作為傳感器元件，將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電容量的變化，再經(jīng)測(cè)量轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓、電流或頻率。 第一節(jié) 電容式傳感器的工作原理 及結(jié)構(gòu)形式 電容傳感器的工作原理可以用平板電容器來(lái)說(shuō)明。極板 2固定不動(dòng)，稱為定極板。 CA A 1實(shí)際特性 2理論特性 二、變極距式電容傳感器 當(dāng)動(dòng)極板受被測(cè)物體作用引起位移時(shí)，改變了兩極板之間的距離 d，從而使電容量發(fā)生變化。 幾種介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù) 變介電常數(shù)式電容傳感器 當(dāng)某種被測(cè)介質(zhì)處于兩極板間時(shí)，介質(zhì)的厚度 δ越大，電容 Cδ也就越大。ε0：真空介電常數(shù) （ 空氣的介電常數(shù)與之相近 ） ； εr1：被測(cè)液體的相對(duì)介電常數(shù)； ε1：被測(cè)液體的介電常數(shù)； ε1=εr1ε0。 脈沖調(diào)制 電路分析 當(dāng)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的 Q端輸出為高電平時(shí)， A點(diǎn)通過(guò) R1對(duì) C1充電 ， F點(diǎn)電位逐漸升高。 VD VD2為特性完全相同的兩只二極管 ,固定電阻 R1=R2=R， C C2為傳感器的兩個(gè)差動(dòng)電容，初始值 C1=C2 。 選取 Ui的幅值高于二極管死區(qū)電壓的 10倍以上 ， 可使二極管 VD VD2工作在線性區(qū)域 。 液位限位傳感器與液位變送器的區(qū)別 在于：它 不給出模擬量 ，而是 給出開關(guān)量 。 中間層多晶硅是一個(gè)可以上下微動(dòng)的振動(dòng)片 ， 左端固定在襯底上，所以相當(dāng)于懸臂梁 。當(dāng)相對(duì)濕度增大時(shí)，吸濕性介質(zhì)吸收空氣中的水蒸氣，使兩塊電極之間的介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)大為增加（水的相對(duì)介電常數(shù)為 80），所以電容量增大。 此時(shí) R3=R4。 傾斜狀態(tài) 電容式接近開關(guān) 被檢測(cè)物體可以是 導(dǎo)電體、介質(zhì)損耗較大的絕緣體、含水的物體 （例如飼料、人體 等 ) ；可以是接地的，也可以是不接地的 。 若 Uo1超過(guò)基準(zhǔn)電壓時(shí) ,比較器翻轉(zhuǎn) ,輸出動(dòng)作信號(hào) (高電平或低電平 ),從而起到了檢測(cè)有無(wú)物體靠近的目的。 大多數(shù)電容接近開關(guān)的 尾部有一個(gè)多圈微調(diào)電位器RP，用于調(diào)整特定對(duì)象的動(dòng)作距離 。平常所說(shuō)的環(huán)境大氣壓為某某千帕就是指絕對(duì)壓力。 表壓傳感器的輸出為零時(shí)，其膜片兩側(cè)實(shí)際上均存在一個(gè)大氣壓的絕對(duì)壓力 。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制造的 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 的流量系數(shù)計(jì)算公式是相當(dāng)完備的，所以它是一種可靠性和標(biāo)準(zhǔn)化較高的流量傳感器，所以在工業(yè)中大量使用差壓式流量計(jì)。所以必須進(jìn)行 溫度、壓力 修正。 卡門渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu) 氣體或液體管道及渦流發(fā)生錐體 休息一下 回目錄 。 節(jié)流裝置外形 節(jié)流孔板 后取壓管 流體流經(jīng)節(jié)流孔板時(shí)，壓力和流速的變化情況 節(jié)流孔板 流速變快，壓力變小 p1 p2 p1＞ p2 節(jié)流裝置的另一種形式 —— 文丘里管或文丘里噴嘴 文丘里噴嘴的 壓力損失較小。當(dāng)流體自下而上經(jīng)錐形玻璃管時(shí)，在浮子上下之間產(chǎn)生壓差 ，浮子在此差壓作用下上升。 這種 單位時(shí)間內(nèi)的流量統(tǒng)稱為瞬時(shí)流量 q。 （ 2） 差壓傳感器 差壓是指兩個(gè)壓力 p1和 p2之差 ，又稱為 壓力差 。 全密封防水式 遠(yuǎn)距離式（大量程） 電容接近開關(guān)的規(guī)格 電容式接近開關(guān)在液位測(cè)量控制中的使用 電容式接近開關(guān)在 液位物位測(cè)量 控制中的使用 對(duì)應(yīng)的 光柱顯示 電容式接近開關(guān)在物位測(cè)量控制中的使用 電容式接近開關(guān)在物位測(cè)量控制中的使用演示 不同材料的非金屬檢測(cè)物對(duì)電容式接近開關(guān)動(dòng)作距離的影響 第四節(jié) 壓力和流量的測(cè)量 一、壓力的基本概念 壓力的國(guó)際單位為“帕斯卡”，簡(jiǎn)稱“ 帕 ”（ Pa），用 p表示。 Rf在比較器電路中起正反饋?zhàn)饔茫贡容^器具有施密特特性 。 電容式接近開關(guān) 1－被測(cè)物 2－上檢測(cè)極板（或內(nèi)圓電極） 3－下檢測(cè)極板（或外圓電極） 4－充填樹脂 5－測(cè)量轉(zhuǎn)換電路板 6－塑料外殼 7－靈敏度調(diào)節(jié)電位器 RP 8－動(dòng)作指示燈 9－電纜 UR－比較器的基準(zhǔn)電壓 電容接近開關(guān)的工作原理 電容接近開關(guān)的感應(yīng)板由兩個(gè)同心圓金屬平面電極構(gòu)成。此時(shí)電橋失去平衡，電橋的輸出電壓Ubdo經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，再由減速箱減速后，帶動(dòng)指針順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng) RP的滑動(dòng)臂向 c點(diǎn)移動(dòng)，從而使 RP的阻值增大 ， Rcd =R3+RRP也隨之增大 。 2022/4/15 54 電接點(diǎn)水位計(jì) 由測(cè)量筒、電極、電纜、顯示器等組成 。工作電壓為 ～ 5V，加速度測(cè)量范圍為幾十個(gè) g，可輸出與加速度成正比的電壓。但也可以選擇輸出為高電平的系列?？梢?在 RL之后設(shè)置低通濾波器 ， 能獲得平穩(wěn)的直流輸出電壓 。 在隨后的 負(fù)半周期間 ， VD1截止 、 VD2導(dǎo)通 ， 于是電容 C2快速充電到 Ui的幅值 ,而電容 C1放電 。 當(dāng) F點(diǎn)電位升高超過(guò)參考電壓 UR時(shí)，比較器 A1產(chǎn)生一個(gè)“置零脈沖” ，觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)， A點(diǎn)跳變?yōu)榈碗娢唬?B點(diǎn)跳變?yōu)楦唠娢弧? 當(dāng)被測(cè)液體的液面上升時(shí)，引起 棒狀電極與導(dǎo)電液體之間有效高度增大。當(dāng) 介質(zhì)厚度 δ保持不變 、而 相對(duì)介電常數(shù) εr改變 時(shí)，該電容器可作為相對(duì)介電常數(shù) εr的測(cè)試儀器 。 變極距式電容傳感器的特性曲線 從圖中可以看到， 為了提高靈敏度，應(yīng)使 d0小一些為好 ， 但行程變小（動(dòng)靜極板接觸） 。外圓筒不動(dòng)，內(nèi)圓筒在外圓筒內(nèi)作上、下直線運(yùn)動(dòng)。到電容邊緣時(shí)電場(chǎng)線彎曲最厲害，這種電場(chǎng)線彎曲現(xiàn)象就是邊緣效應(yīng)。 （ 2）能在惡劣的環(huán)境條件下工作。 電容傳感器具有如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 可獲得 100%以上的相對(duì)變化量 。當(dāng)忽略邊緣效應(yīng)時(shí)，其電容為 式中 A—— 兩極板相互遮蓋的有效面積 （ m2） ； d—— 兩極板間的距離 ， 也稱為極距 （ m） ； ε —— 兩極板間介質(zhì)的介電常數(shù) （ F/m） ； εr—— 兩極板間介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)； ε0—— 真空介電常數(shù) ,ε0=?1012(F/m) 0r AACdd?????電容器的邊緣效應(yīng) 理想電容器的 電場(chǎng)線是直線 ,而實(shí)際電容器只有
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