【正文】 167。 0.( ) .b a x bC C x??????? ? ? ?0bC C C x??? ? ? ? ? ? ?靈敏度： （主要用來測直線位移、角位移和尺寸等參數(shù)） 0()gCCbkxa???? ? ? ??哈爾濱工業(yè)大學 第四章 電容式傳感器 平板結構對極距變化特別敏感，測量精度受到影響。 如果保持其中的兩個參數(shù)不變 ， 而僅改變另一個參數(shù) ， 就可把該參數(shù)的變化變換為單一電容量的變化 。 41 電容式傳感器的工作原理 工作原理：將被測量轉化為電容量的變化實現(xiàn)測量 實質上相當于具有可變參數(shù)的電容器 應用范圍 :位移、壓力、加速度、液位、成份含量等測量 哈爾濱工業(yè)大學 第四章 電容式傳感器 兩平行極板組成的電容器 ,當忽略邊緣效應時，它的電容量為 : + + + δ S ? 當被測量 δ、 S或 ε發(fā)生變化時 ， 都會引起電容的變化 。 哈爾濱工業(yè)大學 第四章 電容式傳感器 二、變面積型電容傳感器 b a δ Δx 平面線位移型： 設兩矩形極板間覆蓋面積為 S，當動極板移動 △ X，則面積 S發(fā)生變化，電容量也改變。 hx－液面高度（ m 可見，輸出電容 C與液面高度 x 成線性關系。 90176。 UEC1C2ABR2R1RLUo+第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學 第四章 電容式傳感器 R2RL+R1+I2C1C2UE當傳感器沒有輸入時， C1=C2。 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學 第四章 電容式傳感器 三、差動脈沖寬度調(diào)制電路 差動脈沖調(diào)寬電路利用 對傳感器電容的充放電 使電路輸出脈沖的寬度隨傳感器電容量變化而變化。 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學 LCf ?21?第四章 電容式傳感器 五、調(diào)頻電路 調(diào)頻測量電路把電容式傳感器作為振蕩器諧振回路的一部分 , 當輸入量導致電容量發(fā)生變化時，振蕩器的振蕩頻率就發(fā)生變化。 動態(tài)響應好： 可動部分可以做的很輕，很薄，固有頻率能做的很高。 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學 第四章 電容式傳感器 一、溫度對電容式傳感器的影響 ? 環(huán)境溫度的改變將引起電容式變換器各零件幾何尺寸的改變，從而導致電容極板間隙或面積發(fā)生改變， 產(chǎn)生附加電容變化 。溫度對介電常數(shù)的影響隨介質不同而異。 哈爾濱工業(yè)大學 第四章 電容式傳感器 均勻電場 等位環(huán) 電極 電極 邊緣電場 邊緣電場 原理： 等位環(huán)安放在上面電極外，且與上電極絕緣組等電位，這樣就能使上電極的邊緣電力線平直，兩極間電場基本均勻。 44 電容式傳感器的應用 第四章 電容式傳感器 量程 精度 分辨力 變極距型 ~幾百微米 ?m ?m 變面積型 零點幾 ~幾百毫米 優(yōu)于% ~?m 哈爾濱工業(yè)大學 一、電容式位移傳感器 第四章 電容式傳感器 檢測桿 活動電極 固定電極 哈爾濱工業(yè)大學 彈簧片 定極板 2 質量塊 （ 動極板 ） 定極板 1 絕緣體 a C1 C2 二、電容式加速度傳感器 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學 差動型 凹玻璃圓片 彈性膜片 (動電極 ) 固定電極 P P 彈性膜片 (動電極 ) 固定電極 單只變間隙型 三、電容式壓力傳感器 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學 當 PH=PL時，中心膜片處于平直狀態(tài)，膜片兩側電容均為 C0； 當 PHPL時，中心膜片上凸，上部電容為 CL，下部電容為 CH。 第四章 電容式傳感器 五、電容式液位計 哈爾濱工業(yè)大學 測量導電介質的單電極電容液位計 絕緣套 :聚四氟乙烯塑料管或涂搪瓷 內(nèi)電極 絕緣套 第四章 電容式傳感器 導電液體和容器壁構成電容器的外電極 哈爾濱工業(yè)大學 非導電介質的同軸雙層電極電容式液位計 內(nèi)電極 外電極 絕緣套 流通孔 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學 六、硅微加工加速度傳感器 圖示加速度傳感器以微細加工技術為基礎，既能測量交變加速度（振動），也可測量慣性力或重力加速度。 45 容柵式傳感器 定柵 動柵對 哈爾濱工業(yè)大學 閉環(huán)調(diào)幅式測量原理 第四章 電容式傳感器 A、 B: 動尺上兩組電極片 P :定尺上一片電極片 0BAmABCCUUCC???哈爾濱工業(yè)大學 結構形式 反射式 第四章 電容式傳感器 結構形式簡單，使用方便， 移動過程中，導軌的誤差對測量精度影響較大 哈爾濱工業(yè)大學 第四章 電容式傳感器 測量調(diào)整方便、安裝誤差和運行誤差的影響大為降低，但其制造安裝困難。深度測桿，報警功能 第四章 電容式傳感器