傳感器第4次課--能量控制型傳感器-資料下載頁
2025-05-01 18:07本頁面
【正文】 電介質(zhì)的厚度、位移、液位、容量 P43 圖 344 點(diǎn)名回答為什么可以測量。？ ? Ⅰ .溫度穩(wěn)定性好 ? 電容式傳感器的電容值一般與電極材料無關(guān)，有利于選擇溫度系數(shù)低的材料，又因本身發(fā)熱極小，影響穩(wěn)定性甚微。 而電阻傳感器有銅損等，易發(fā)熱產(chǎn)生零漂。 電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn) Ⅱ .結(jié)構(gòu)簡單 電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，易于保證高的精度，可以做得非常小巧，以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測量；能工作在高溫，強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場等惡劣的環(huán)境中，可以承受很大的溫度變化，承受高壓力，高沖擊，過載等；能測量超高溫和低壓差，也能對帶磁工作進(jìn)行測量。 Ⅲ .動(dòng)態(tài)響應(yīng)好 電容式傳感器由于帶電極板間的靜電引力很?。s幾個(gè) 10－ 5N），需要的作用能量極小，又由于它的可動(dòng)部分可以做得很小很薄，即質(zhì)量很輕，因此其固有頻率很高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短，能在幾兆 Hz的頻率下工作，特別適用于動(dòng)態(tài)測量。又由于其介質(zhì)損耗小可以用較高頻率供電，因此系統(tǒng)工作頻率高。它可用于測量高速變化的參數(shù)。 Ⅳ .可以非接觸測測量，具有平均效應(yīng) 例如 非接觸測量回轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)或偏心率、小型滾珠軸承的徑向間隙等。當(dāng)采用非接觸測量時(shí)，電容式傳感器具有平均效應(yīng)，可以減小工件表面粗糙度等對測量的影響。 電容式傳感器除了上述的優(yōu)點(diǎn)外，還因其帶電極板間的靜電引力很小，所需輸入力和輸入能量極小，因而可測極低的壓力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很靈敏，分辨力高，能敏感 甚至更小的位移；由于其空氣等介質(zhì)損耗小，采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)并接成電橋式時(shí)產(chǎn)生的零殘極小，因此允許電路進(jìn)行高倍率放大，使儀器具有很高的靈敏度。 Ⅰ .輸出阻抗高，負(fù)載能力差 電容式傳感器的容量受其電極的幾何尺寸等限制，一般幾十到幾百皮法，甚至只有幾個(gè)皮法，使傳感器的輸出阻抗很高，尤其當(dāng)采用音頻范圍內(nèi)的交流電源時(shí)，輸出阻抗高達(dá) 108～ 106Ω 。因此傳感器的負(fù)載能力很差，易受外界干擾影響而產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至無法工作，必須采取屏蔽措施，從而給設(shè)計(jì)和使用帶來極大的不便。容抗大還要求傳感器絕緣部分的電阻值極高（幾十兆歐以上），否則絕緣部分將作為旁路電阻而影響儀器的性能（如靈敏度降低），為此還要特別注意周圍的環(huán)境如濕度、清潔度等。 若采用高頻供電，可降低傳感器輸出阻抗，但高頻放大、傳輸遠(yuǎn)比低頻的復(fù)雜，且寄生電容影響大，不易保證工作十分穩(wěn)定。 Ⅱ .寄生電容影響大 電容式傳感器的初始電容量小，而連接傳感器和電子線路的引線電纜電容（ 1～ 2m導(dǎo)線可達(dá) 800pF）、電子線路的雜散電容以及傳感器內(nèi)極板于其周圍導(dǎo)體構(gòu)成的電容等所謂 “ 寄生電容 ” 卻較大，不僅降低了傳感器的靈敏度，而且這些電容（如電纜電容）常常是隨機(jī)變化的，將使儀器工作很不穩(wěn)定，影響測量精度。因此對電纜的選擇、安裝、接法都有要求。 隨著材料、工藝、電子技術(shù)，特別是集成技術(shù)的發(fā)展，使電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)得到發(fā)揚(yáng)而缺點(diǎn)不斷地得到克服。電容式傳感器正逐漸成為一種高靈敏度、高精度，在動(dòng)態(tài)、低壓及一些特殊測量方面大有發(fā)展前途地傳感器。 電容式傳感器的應(yīng)用 質(zhì)量塊由 2根彈簧支撐于充滿空氣的殼體內(nèi)，當(dāng)垂直方向加速時(shí)，殼體相對于質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)，實(shí) A面和 B面一個(gè)增大一個(gè)減小，差值正比于被測加速度 這種加速度傳感器精度高，頻率響應(yīng)范圍廣，量程大。 電容式加速度傳感器 差動(dòng)式電容壓差傳感器 如圖形成的兩個(gè)電容，在大小不同的被測 p1和 p2壓力的作用下，一個(gè)容量增大，一個(gè)減小。 C2和C1的差值反應(yīng)了壓力差 D3 D4 D6 D5 高頻振蕩 二極管環(huán)形 充放電電路 濾波 I和 C成比例 CX1 CX2為差動(dòng)電容傳感器 原理：被測位移和 CX CX2分別變大和變小，轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓輸出，通過測量輸出電壓可以得到位移變化。 差動(dòng)式電容傳感器測量電路 問題：電容式傳感器按原理可分為哪幾種？ 各有什么特點(diǎn)？ 能測量那些物理量？ PPT接續(xù) — 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果處理 作業(yè)： ~實(shí)驗(yàn)六：應(yīng)變片傳感器實(shí)驗(yàn)手冊 請學(xué)習(xí)委員拷貝實(shí)驗(yàn)手冊和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的電子文檔并負(fù)責(zé)發(fā)放；或者 31816799索取 ，記錄實(shí)驗(yàn)過程； ； （建議保護(hù)個(gè)人信息） 2個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告word文檔。建議每個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 2頁（方便正反打印） PPT接續(xù) — 傳感器實(shí)驗(yàn)器材介紹
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