【正文】 當環(huán)境中的水分子沿著上電極的毛細微孔進入感濕膜而被吸附時，感濕膜的介電常數 隨著其吸水量增加而增大 ，引起電容器 電容值也增大 ，而吸水量多少又取決于濕度的大小，這樣就可確定在一定溫度下電容值與氣體中相對濕度的函數關系。當 相對濕度增大時，吸濕性介質吸收空氣中的水蒸氣，使兩塊電極之間的介質相對介電常數大為增加（水的相對介電常數為 80），所以 電容量增大 。?0?s56第 4章 電容式傳感器 傳感器的靜電電容式中： 物料可以是液體，也可以是固體。九、電容式料位傳感器 聚四氟乙烯外套 亦可用螺紋或 法蘭 安裝在容器壁上，如右圖 。4~20mA則與外殼連通。與外殼間有絕緣支架 固定電極 4使可動電極 上，通過中心柱 板材變厚， d 減小， Cx增大；板材變薄， d 增大， Cx減小。和 L2厚度的薄鋼板進行測量，其測量誤差小于 20?m獨立雙電容測厚傳感器一般分為運算型電容傳感器和頻率變換型電容傳感器兩種。51第 4章 電容式傳感器 七、電容測厚儀（ 電容傳感器在板材軋制裝置中的應用 ） 電容式測厚儀的關鍵部件之一就是電容測厚傳感器。M d CM d C49第 4章 電容式傳感器 在彈性鋼板內平行圓孔間設置平行板電容器，當鋼板受壓力變形時，平板電容傳感器兩極板間距改變，從而電容量改變。 拱形弧板具有一定的放大作用，當兩固定點受壓縮（兩點距離減?。┗蚴芾欤▋牲c距離增大）而產生位置變化時，電容極板間距發(fā)生變化（受壓縮時極距變小、受拉伸時極距變大），從而使電容值變化。脈沖。電容式加速度傳感器目前多采用微細加工技術制造，既能測量交變加速度（振動），也可測量慣性力或重力加速度。47第 4章 電容式傳感器 1— 加速度測試單元 2— 信號調理電路 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）C1≠C2懸臂梁與下極板構成 當這兩個壓力不同時，彈性膜片兩側有壓力差，使彈性膜片凸向一側，產生位移，該位移改變兩個定極板與動極板間的電容量。其動態(tài)響應主要取決于彈性膜片的固有頻率。其靈敏度取決于初始間隙 電容式傳感器因靈敏度高、響應時間短、結構簡單、能在惡劣條件下工作、可非接觸測量等優(yōu)點，廣泛應用于位移、振動、加速度、角度等機械量的精密測量，還逐步擴大應用于壓力、差壓、液面、料面、成分含量等方面的測量。電容式傳感器的應用 缺點：（ 1）工作點不容易選好，變化范圍也較窄 ；（ 2）傳感器與諧振回路要靠近，否則電纜的雜散電容對電路影響較大；（ 3） 為了提高測量精度，振蕩器的頻率穩(wěn)定度要優(yōu)于 106的數量級。于是，該電流經過放大后即可指示輸入量的大小。作為諧振回路中（ L C C3）調諧電容的一部分。能獲得高電平直流信號 （伏特數量級） 或頻率數字信號（ 易用于數字儀器和計算機接口 ）；缺點： 靈敏度高，可測量 ?m甚至更小 位移；?＝ 0，則C＝ Cl+Cc+C0，所以振蕩器有一個固有頻率 ?C；其中 L其主要優(yōu)點是選擇性高，特性穩(wěn)定，抗干擾性能強，靈敏度高。?C → 調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。效率高，不需要解調器，信號只要經過低通濾波器就有較大的直流輸出；(3)當差動電容 C1＝ C2＝ C0，即 d1＝ d2＝ d0時 ， Uo＝ 0；若 C1≠C2， C1＞ C2，即 d1＝ d0－ Δd， d2＝ d0+Δd， 則 A點變?yōu)楦唠娢唬?B點變?yōu)榈碗娢?，如此周而復始。?C2和 C2測量原理： 條件： ?和 C2和 D2q C1的差值有關。） 時，流過 變化（ 若 34第 4章 電容式傳感器 的特性相同， R1＝ R2，且 C1＝C2向負載 RL供電，與此同時電容 C1經 R1和 RL放電電流為 I1?，流過 RL的電流 IL電路可以等效為圖（ b）。 美國麻省理工學院教授 1963年提出了二極管雙 T形交流電橋，又稱為二極管 T形網絡。 右圖中另外兩橋臂為次級線圈，使用元件少，橋路內阻小，應用較多。以差動形式接入相鄰兩個橋臂，另兩個橋臂可以是 電阻 、 電容 或 電感 ，也可以是變壓器的兩個 次級線圈 。v 在 必須使用單個變極距電容傳感器時采用此電路 。 按這種原理已制出了能測出 ?m的電容式測微儀。由于實際的運算放大器的放大倍數 K和 Zi總是一個有限值，所以，該測量電路仍然存在一定的非線性誤差；當 K、 Zi足夠大時，這種誤差相當小，可以使測量誤差在要求范圍之內。 很高， ，根據克?；舴蚨桑? 一、運算放大器測量電路 一、運算放大器測量電路二、電橋電路三、二極管 T形網絡四、差動脈沖寬度調制電路五、調頻測量電路六、諧振電路29第 4章 電容式傳感器 一般運算放大器的放大倍數 K 非常大，而且輸入阻抗 Zi 很高，運算放大器的這一特點可以作為電容傳感器的比較理想的測量電路。 ?d為有效位移，它與膜片中心最大位移的關系為 aa， 鋁電極尺寸為 外界干擾信號、寄生電容、雜散電容等的影響是很大的。的壓力差作用下， W(0)1011N／ m2350?m2?mCx。此時電容量為二、膜片形狀與靈敏系數 7a ， 鋁電極半徑為 目前，薄膜沉積技術趨于成熟，膜厚能嚴格控制。SiO2島（也可不去），就形成一個 SiO2島；再淀積一層 右圖是另一種形式的硅電容式傳感器。24第 4章 電容式傳感器 目前玻璃襯底已用硅襯底替代，并用硅硅鍵合工藝。硅膜片是用 各向異性腐蝕 技術在幾百微米厚硅襯底上從正反兩面腐蝕形成的。硅電容式壓力傳感器的核心是構成一個 對壓力敏感的電容器 。若把半導體膜片在壓力作用下的形變與電容器的電容量變化聯系起來，可構成一種新型傳感器，即硅電容式壓力傳感器。 電感 L 由電容器本身的電感和外部引線電感組成。因此， 應該選擇低于諧振頻率的工作頻率 ，否則電容傳感器不能正常工作。電容式傳感器的等效電路 216。 圓筒形傳感器不能用作改變極距的位移傳感器。b 設在電極中無 ?2移動 ?x后齒形極板也是多極板變面積式電容傳感器。平