[工學(xué)]自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)梁森版第五章(編輯修改稿)
2025-04-18 02:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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 。 有電流 i2逆向流過(guò) RL。 二極管雙 T形交流電橋電路分析 在初始狀態(tài) ， 由于 C1=C2， 所以電流 i1=i2， 且方向相反 ， 在一個(gè)周期內(nèi)流過(guò) RL的平均電流 IL=0。 若差動(dòng)電容傳感器的 C1≠C2，則 i1≠i2。 在一個(gè)周期內(nèi)流過(guò) RL的平均電流 IL 就不為零 ，輸出電壓 Uo 在一個(gè)周期內(nèi)平均值為 當(dāng) 為常數(shù)時(shí)，有： 輸出電壓 Uo與雙 T形電橋電路中的電容 C1和 C2的差值成正比 。 o L L L 1 20LL i 1 22L1[ ( ) ( ) ] d( 2 )()()TU R I R i t i t tTR R RR U f C CRR? ? ??????o i 1 2 T()U U f M C C K Δ C? ? ?二極管雙 T形交流電橋電路特點(diǎn) 電路的靈敏度 KT與激勵(lì)電源電壓幅值 Ui以及頻率 f有關(guān) ， 故對(duì)激勵(lì)電源穩(wěn)定型要求較高 。 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 。 R R2及 RL的取值范圍為 10~100kΩ。可以 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 。 雙 T形電橋電路具有以下特點(diǎn)： ① 電路較為簡(jiǎn)單； ② 差動(dòng)電容傳感器 、 信號(hào)源 、 負(fù)載 有一個(gè)公共的接地點(diǎn) ， 不易受干擾； ③ VD1和 VD2工作在伏安特性的線性段 ， 死區(qū)電壓影響較??； ④ 輸出信號(hào)為幅值較高的直流電壓 。 第三節(jié) 電容式傳感器的應(yīng)用 電容器的容量受三個(gè)因素影響，即： 極距 x、 相對(duì)面積 A 和 極間介電常數(shù) ? 。 固定其中兩個(gè)變 量，電容量 C 就是另一個(gè)變量的一元函數(shù) 。只要想辦法將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成 極距或者面積、介電常數(shù)的變化 ，就可以通過(guò)測(cè)量電容量這個(gè)電參數(shù)來(lái)達(dá)到非電量電測(cè)的目的。 回目錄 電容式液位限位傳感器 棒狀電極（金屬管）外面包裹聚四氟乙烯套管，當(dāng)被測(cè)液體的液面上升時(shí)，引起棒狀電極與導(dǎo)電液體之間的電容變大。 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(kāi)關(guān)量 。當(dāng)液位到達(dá)設(shè)定值時(shí)，它輸出低電平。但也可以選擇輸出為高電平的系列。 聚四氟乙烯外套 液位限位傳感器的設(shè)定 智能化液位傳感器的設(shè)定方法： 用手指壓住設(shè)定按鈕，當(dāng)液位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，放開(kāi)按鈕，智能儀器就記住該設(shè)定。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)。 設(shè)定按鈕 智能化液位限位傳感器的設(shè)定按鈕 超限燈 正常工作指示燈 設(shè)定按鈕 電源 指示燈 電容加速度傳感器 微電子機(jī)械系統(tǒng)（ MEMS）技術(shù) 可以將一塊多晶硅加工成多層結(jié)構(gòu)，制作“三明治”擺式硅微電容加速度傳感器。 在硅襯底上，制造出三個(gè)多晶硅電極，組成差動(dòng)電容 C C2。底層多晶硅和頂層多晶硅固定不動(dòng)。 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 。它的核心部分可以小于 φ 3mm左右，與測(cè)量轉(zhuǎn)換電路一起封裝在貼片 IC封裝中。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。 “ 三明治 ” 擺式硅微電容加速度傳感器結(jié)構(gòu) 1－加速度測(cè)試單元 2－信號(hào)調(diào)理單元 3－襯底 4－底層多晶硅（下電極） 5－多晶硅懸臂梁 6－頂層多晶硅（上電極） a）貼片封裝外形 b）“三明治”多晶硅多層結(jié)構(gòu) c）加速度測(cè)試單元的工作原理 硅微加工三軸加速度傳感器 如果在殼體內(nèi)的三個(gè)相互垂直方向安裝三個(gè)加速度傳感器，就可以測(cè)量三維方向的振動(dòng)或加速度。 技術(shù)指標(biāo)： 靈敏度： 500mV/g ， 量程： 10g， 頻率范圍： ， 安裝諧振點(diǎn)： 8kHz ， 分辨力： ， 重量： 200g ， 安裝螺紋： M5 mm ， 線性誤差： ≤ 1% 加速度傳感器在汽車(chē)中的應(yīng)用 當(dāng)測(cè)得的 負(fù)加速度值超過(guò)設(shè)定值時(shí) ，氣囊電控單元據(jù)此判斷發(fā)生了碰撞，就 啟動(dòng)轎車(chē)前部的折疊式安全氣囊迅速充氣而膨脹 ，托住駕駛員及前排乘員的胸部和頭部。 裝有多種碰撞參數(shù)測(cè)量傳感器的假人 氣囊 汽車(chē)氣囊的膨脹狀態(tài) 使用加速度傳感器可以在汽車(chē)發(fā)生碰撞時(shí)，經(jīng)控制系統(tǒng)使氣囊迅速充氣 。 如果碰撞傳感器安裝在側(cè)面，則在側(cè)面碰撞時(shí)，側(cè)面氣囊膨脹。 汽車(chē)氣囊對(duì)駕駛員的保護(hù)作用 測(cè)試假人 濕敏電容 利用具有很大吸濕性的絕緣材料作為電容傳感器的介質(zhì)，在其兩側(cè)面鍍上多孔性電極。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。 濕敏電容 a）內(nèi)部結(jié)構(gòu) b）電容和漏電阻的濕度特性 c）封裝后的外形 1－鋁電極 2－單晶硅基底 3－ SiO2 絕緣膜 4－多孔 Au電極 5－吸濕層 Al2O3 6－引線 7－電容與相對(duì)濕度的關(guān)系曲線 8－漏電阻與相對(duì)濕度的關(guān)系曲線 濕敏電容 外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 內(nèi)部的吸水 高分子薄膜 信號(hào)調(diào)理電路 濕敏電容模塊及傳感器外形 濕敏電容傳感器的安裝使用 在野外的使用 帶報(bào)警器的家庭使用型 多孔性氧化鋁濕敏電容傳感器外形 電容式油量表 機(jī)械式油量表： 在油箱內(nèi)，裝有類(lèi)似衛(wèi)生間水箱里的浮球，通過(guò)杠桿帶動(dòng)電阻絲式圓盤(pán)電位器，由電流表指示出油量。 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 。
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