第四章電容式傳感器(完整版)
【正文】 定的線性度，應(yīng)限制動(dòng)極板的相對(duì)位移量。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 可見(jiàn)變面積式電容傳感器輸出是線性的，靈敏度為一常數(shù)。它的基本工作原理是基于物體間的電容量及其結(jié)構(gòu)的參數(shù)之間的關(guān)系。 + + + 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第四章 電容式傳感器 一、變面積型電容傳感器 b a δ Δx 設(shè)兩矩形極板間覆蓋面積為 S，當(dāng)動(dòng)極板移動(dòng) △ X，則面積 S發(fā)生變化，電容量也改變。 可見(jiàn)，輸出電容 C與液面高度 x 成線性關(guān)系。 42 電容式傳感器的測(cè)量電路 測(cè)量線路是電容傳感器的一個(gè)重要組成部分，其主要作用為： ① 給電極提供一個(gè)合適的激勵(lì)源，以便在形成的電場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)能量變換； ② 檢測(cè)出電場(chǎng)能量的變化，形成可供實(shí)用的電信號(hào)； ③ 在可能條件下，實(shí)現(xiàn)傳感器特性的線性化處理與信號(hào)變換。 、 177。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第四章 電容式傳感器 雙穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器 R2 A1 A2 VD2 VD1 R1 uAB C2 C1 Q Q A G B F UR 比較器 循環(huán)工作 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第四章 電容式傳感器 U0平均值為零 U0平均值不為零 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 設(shè) R1=R2 與電容差值成正比 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 三、運(yùn)算放大器式電路 這種線路的最大特點(diǎn)是從原理上克服單個(gè)變間隙電容式傳感器的非線性，使 輸出與輸入動(dòng)極板位移成線性關(guān)系 。動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。這一點(diǎn)對(duì)于空間隙電容式傳感器來(lái)說(shuō)更顯重要，因?yàn)槌跏奸g隙都很小，約幾十微米至幾百微米之間。 這種溫度誤差可用后接的測(cè)量線路進(jìn)行一定的補(bǔ)償，而完全消除是困難的。而發(fā)散的邊緣電場(chǎng)發(fā)生在等位環(huán)的外周不影響工作。當(dāng)傳感器測(cè)量垂直方向上的直線加速度時(shí)，質(zhì)量塊在絕對(duì)空間中相對(duì)靜止，而兩個(gè)固定電極將相對(duì)質(zhì)量塊產(chǎn)生位移，此位移大小正比于被測(cè)加速度，使 c1， c2中一個(gè)增大，一個(gè)減小。但也可以選擇輸出為高電平的型號(hào)。由于硅的彈性滯后很小，且懸臂梁的質(zhì)量很輕，所以頻率響應(yīng)可達(dá) 1kHz以上，允許加速度范圍可達(dá) 10g 以上。 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 電容式油量表 當(dāng)油箱中注滿油時(shí) ， 液位上升 ， 指針停留在轉(zhuǎn)角為 ?m處 。 測(cè)量原理 167。深度測(cè)桿，報(bào)警功能 第四章 電容式傳感器 。深度測(cè)桿 公 /英制轉(zhuǎn)換 , 任意位置置零。 當(dāng) RP阻值達(dá)到一定值時(shí) ， 電橋又達(dá)到新的平衡狀態(tài) ， 伺服電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn) ， 指針停留在新的位置 （ ? x 處 ） 。 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 加速度傳感器在汽車中的應(yīng)用 加速度傳感器安裝在轎車上，可以作為碰撞傳感器。正常使用時(shí)，當(dāng)水位高于該點(diǎn)后，即可發(fā)出報(bào)警信號(hào)和控制信號(hào)。 用 途 用于氣體、液體、蒸氣壓力的測(cè)量 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 高壓側(cè)進(jìn)氣口 低壓側(cè)進(jìn)氣口 電子線路位置 內(nèi)部不銹鋼膜片的位置 第四章 電容式傳感器 電容式差壓變送器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 1— 高壓側(cè)進(jìn)氣口 2— 低壓側(cè)進(jìn)氣口 3— 過(guò)濾片 4— 空腔 5— 柔性不銹鋼波 紋隔離膜片 6— 導(dǎo)壓硅油 7— 凹形玻璃圓片 8— 鍍金凹形電極 9— 彈性平膜片 10— ? 腔 電容式差壓變送器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 各種電容式差壓變送器外形 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 法蘭 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 利用電容差壓變送器測(cè)量液體的液位 差壓變送器 施加在高壓側(cè)腔體內(nèi)的壓力與液位成正比： p =? g h 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 電容差壓變送器用于測(cè)量液體的液位 投入式水位計(jì) 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 總電容 C=C1+C2，帶材厚度發(fā)生變化時(shí)， C變化，帶材的振動(dòng)不影響測(cè)量精度。 ① .增加原始電容值 ② .注意傳感器的接地和屏蔽（右圖） ③ .將傳感器與電子線路的前置 級(jí)裝在一個(gè)殼體內(nèi)（集成化） 減小寄生電容的方法 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第四章 電容式傳感器 測(cè)量電路 前置級(jí) + ? 1:1 內(nèi)層屏蔽 外層屏蔽 Cx 在電容傳感器與測(cè)量線路
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