【正文】 強(qiáng)；但寄生電容影響大，而且變間隙式電容傳感器存在非線性誤差。雖然可將頻率作為測(cè)量系統(tǒng)的輸出量，用以判斷被測(cè)非電量的大小，但此時(shí)系統(tǒng)是非線性的，不易校正，因此必須加入鑒頻器，將頻率的變化轉(zhuǎn)換為電壓振幅的變化，經(jīng)過(guò)放大就可以用儀器指示或記錄儀記錄下來(lái)。 目 錄 目錄 ....................................................1 .................................................2 電容式傳感器的工作原理 ............................2 電容式傳感器的特點(diǎn) ................................5 ..............................................7 硬件電路設(shè)計(jì) ......................................7 濕敏電容器的特性 ................................8 電容式傳感器數(shù)據(jù)處理 ............................8 測(cè)試結(jié)果 ..........................................9 結(jié)論 ...................................................10 致 謝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 參考文獻(xiàn) ...............................................11 電容式傳感器的工作原理 電容式傳感器 是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種裝置，它本身就是一種可變電容器。 人們熟知的毛發(fā)濕度計(jì)、干濕球濕度計(jì)等已不能滿足現(xiàn)代工作條件和環(huán)境的要 求。隨著微電子機(jī)械 技術(shù)的不斷進(jìn)步，已研制出包括 電容式壓力傳感器、濕度傳感器、加速度計(jì)、化學(xué)和生物傳感器等產(chǎn)品。從制造角度看， 同是濕度傳感器，材料、結(jié)構(gòu)不同，工藝不同 。當(dāng)被測(cè)量的變化使 S、 d 或 ε 任意一個(gè)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，電容量也隨 之而變，從而完成了由被測(cè)量到電容量的轉(zhuǎn)換。 因此，在實(shí)際應(yīng)用中，常采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，既使靈敏度提高 1 倍，又使非線性誤差 大大降低，抗干擾能力增強(qiáng)。如圖 1所示。 圖 3 運(yùn)算放大器式電路原理圖 圖 4 差動(dòng)式電容壓力傳感器結(jié)構(gòu)圖 電容式傳感器的運(yùn)放測(cè)量電路原理圖如圖 13 所示，圖中 Cx 為電容式傳感器電容； Ui 是交流電源電壓 。當(dāng)被測(cè)壓力或壓力差作用于膜片并產(chǎn)生位移時(shí)，所形成的兩個(gè)電容器的電容量，一個(gè)增大，一個(gè)減小。 不足之處是輸出阻抗高，負(fù)載能力差，電容傳感器的電容量受其電極幾何尺寸等限制，一般為幾十皮法到幾百皮法，使傳感器輸出阻抗很高，尤其當(dāng)采用音頻范圍內(nèi)的交流電源 時(shí)，輸出阻抗更高，因此傳感器負(fù)載能 力差，易受外界干擾影響而產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象；寄生電容影響大，電容式傳感器的初始電容量很小，而傳感器的引線電纜電容、測(cè)量電路的雜散電容以及傳感器極板與其周圍導(dǎo)體構(gòu)成的電容等“寄生電容”卻較大，降低了傳感器的 靈敏度，破壞了穩(wěn)定性，影響測(cè)量精度，因此對(duì)電纜的選擇、安裝、接法都要有要求。電容 傳感器常用的測(cè)量電路主要有橋式電路、調(diào)頻 電路、脈沖寬度 制電路、運(yùn)算放大器電路、二極管雙 T 形交流電橋和環(huán)行二極管充放電法等，不同電路各有特點(diǎn)，適用不同參數(shù)測(cè)量的場(chǎng)合。當(dāng)相對(duì)濕度從 0變化到 100%時(shí)，電容量的變化范圍是 163pF～ 202pF。U2的脈沖寬度為 t2=kC =k(C0+Δ C) ,式中 t2為脈 沖 寬度 ,ms。 調(diào)制解 調(diào)器 HT2021是 SMAR生產(chǎn)的適用于 HART協(xié)議物理層的調(diào)制 解 調(diào)器 ,符合 Bell202標(biāo)準(zhǔn) ， 其工作方式為半雙工通信方式 ,工作時(shí)鐘頻 率 為 。 從表 1的測(cè)試結(jié)果中可以看出，該傳感器的測(cè)量精度可以達(dá)到 %? 以內(nèi)。在選題之初，楊 老師針對(duì)我的實(shí)際情 況，提出了寶貴的建議，我才‘得以確定