【正文】 濕敏元件電容值與相對(duì)濕度具有正比關(guān)系。感濕膜是聚酰亞胺高分子聚合物，它吸收環(huán)境中的水分子（也可釋放），使其介電常數(shù)發(fā)生變化，從而引起電容量變化，達(dá)到測(cè)濕目的。目前成品濕敏電容主要使用兩種吸濕性介質(zhì)：多孔性氧化鋁、高分子薄膜。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。液位測(cè)量也可用同軸內(nèi)外金屬管式液位計(jì)動(dòng)畫(huà)演示57第 4章 電容式傳感器 十、濕敏電容（變介電常數(shù)型電容傳感器）兩介電常數(shù)差別越大，極徑 D與 d相差愈小，傳感器靈敏度就愈高。??C0假定罐內(nèi)沒(méi)有物料時(shí)的傳感器靜電電容為 C0， 放入物料后傳感器靜電電容為 C1， 則兩者電容差為??? ?C=C1 ?D —— 儲(chǔ)罐的內(nèi)徑； —— 空氣的相對(duì)介電常數(shù)； —— 被測(cè)物料的相對(duì)介電常數(shù)； ?k —— 比例常數(shù)； ? 若物料導(dǎo)電的話，罐壁和測(cè)定電極要做絕緣處理。檢測(cè)出這種電容量的變化就可測(cè)定物料在罐內(nèi)的高度。測(cè)定電極安裝在罐的頂部，這樣在罐壁和測(cè)定電極之間就形成了一個(gè)電容器。 55第 4章 電容式傳感器 54第 4章 電容式傳感器 這種變送器可利用軟導(dǎo)線懸掛在被測(cè)介質(zhì)中，如左圖。輸出。引至電子線路、變?yōu)橹绷餍盘?hào) 壓力引起的極間電容變化由 4765都是金屬材質(zhì)上切削成同心環(huán)形槽構(gòu)成的，有套筒狀突起斷面呈梳齒形，在兩電極交錯(cuò)重疊部分的面積決定電容量。與固定電極 可動(dòng)電極 4321此時(shí)電橋輸出信號(hào)也將發(fā)生變化，變化量經(jīng)耦合電容 C 輸出給運(yùn)算放大器放大整流和濾波；再經(jīng)差動(dòng)放大器放大后，一方面由顯示儀表讀出該時(shí)的板材厚度，另一方面通過(guò)反饋回路將偏差信號(hào)傳送給壓力調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)軋輥間的距離，經(jīng)不斷調(diào)節(jié)，使板材厚度控制在一定誤差范圍內(nèi)。當(dāng)板材的厚度相對(duì)要求值發(fā)生變化時(shí)， Cx 變化。構(gòu)成交流電橋。 把兩塊極板用導(dǎo)線連成一個(gè)電極，帶材就是電容的另一個(gè)電極，總電容 Cx＝ C1＋ C2，52第 4章 電容式傳感器 運(yùn)算型電容測(cè)厚傳感器： 電容 Cx與固定電容 C0、 變壓器的次級(jí) L1； 后者其測(cè)量誤差小于 ?m。前者對(duì) 應(yīng)用獨(dú)立雙電容傳感器，通過(guò)對(duì)被測(cè)板材在 同一位置 、 同一時(shí)刻實(shí)時(shí)取樣 能使其測(cè)量精度大大提高。在板材軋制過(guò)程中由它監(jiān)測(cè)金屬板材的厚度變化情況，該厚度量的變化現(xiàn)階段常采用 獨(dú)立雙電容 測(cè)厚傳感器來(lái)檢測(cè)。該儀器主要用來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)精度和振擺、往復(fù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性和定位精度、機(jī)械構(gòu)件的相對(duì)振動(dòng)和相對(duì)變形、工件尺寸和平直度等。 主要用于重負(fù)載。四、電容式應(yīng)變計(jì) 對(duì)于某些被測(cè)物由于受力而產(chǎn)生的形變或受溫度影響的膨脹、收縮，可以采用電容式形變傳感器（或稱(chēng)電容式應(yīng)變計(jì)）測(cè)量，以彌補(bǔ)某些條件下電阻應(yīng)變片測(cè)量的不足。拱形弧板一般用鎳合金制造。安裝時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)極板保持平行并平行于安裝傳感器的平面。它由三個(gè)多晶硅層組成差動(dòng)電容，第一層和第三層是不動(dòng)的，第二層是懸臂梁，它在加速度作用下是可運(yùn)動(dòng)的?？奢敵雠c加速度成正比的電壓，也可輸出占空比正比于加速度的 PWM工作電壓 ～ ，加速度測(cè)量范圍為數(shù)個(gè) g，靈敏度可達(dá) 。上下各有一固定電極 1，作為上、下定極板，極板中間有一用彈簧支撐的質(zhì)量塊，上下端面磨平拋光后作為動(dòng)極板。 ； 當(dāng)有加速度存在時(shí)，由 F＝ ma，有一慣性力 F作用在懸臂梁上，懸臂梁產(chǎn)生變形，與兩定極板的距離發(fā)生變化，于是 C2C1左圖是一種差動(dòng)電容式加速度傳感器的工作原理圖。46第 4章 電容式傳感器 三、電容式加速度傳感器 原理： 當(dāng)左右隔離膜片分別承受兩個(gè)壓力產(chǎn)生變形時(shí)，被測(cè)壓力 通過(guò)隔離膜片及硅油導(dǎo)入空腔，施加在作為動(dòng)極板的金屬?gòu)椥阅て瑑蓚?cè)。若接入差動(dòng)電橋，輸出電壓與壓力差成線性關(guān)系，且與介質(zhì)的介電常數(shù)無(wú)關(guān)。越小靈敏度越高。d0這種傳感器的靈敏度和分辨率都很高。 4－波紋隔離膜片； 3－基座；5－玻璃層； 6－金屬膜； 7－彈性測(cè)量膜片45第 4章 電容式傳感器 它由金屬?gòu)椥詼y(cè)量膜片 7與凹型絕緣體 5（陶瓷、玻璃等）上金屬膜 6（鍍金）組成兩室結(jié)構(gòu)，室內(nèi)充滿(mǎn)硅油。一、轉(zhuǎn)速測(cè)量二、電容式差壓傳感器三、電容式加速度傳感器四、電容式應(yīng)變計(jì)五、電容式荷重傳感器六、電容式振動(dòng)、位移測(cè)量?jī)x七、電容測(cè)厚儀八、變面積式電容壓力變送器九、電容式料位傳感器十、濕敏電容43第 4章 電容式傳感器 一、轉(zhuǎn)速測(cè)量1 — 齒輪 （動(dòng)極板）2 — 定極 3 — 電容傳感器 4 — 頻率計(jì)44第 4章 電容式傳感器 二、電容式差壓傳感器 （差壓變送器） 優(yōu)點(diǎn)： 比較靈敏。 為了獲得較好的線性關(guān)系、一般諧振電路的工作點(diǎn)選在諧振曲線的一邊，即最大振幅 70％附近的地方，且工作范圍選在 發(fā)生變化時(shí)，使得諧振回路的阻抗發(fā)生相應(yīng)的變化，而這個(gè)變化又表現(xiàn)為整流器電流的變化。諧振回路通過(guò)電感耦合，從穩(wěn)定的高頻振蕩器取得振蕩電壓。 電容傳感器 C3受溫度影響大 優(yōu)點(diǎn)：??CC0177。 Cc—— 傳感器的引線分布電容；C—— 總電容， C＝ Cl+Cc+C0177?！?振蕩回路的電感；40第 4章 電容式傳感器 調(diào)頻振蕩器的振蕩頻率由下式?jīng)Q定： 外差式調(diào)頻線路比較復(fù)雜，但是性能遠(yuǎn)優(yōu)于直放式調(diào)頻電路。?f → （輸入 → 當(dāng)被測(cè)量導(dǎo)致電容量發(fā)生變化時(shí)，振蕩器的振蕩頻率就發(fā)生變化，將頻率的變化在鑒頻中變換為振幅的變化，經(jīng)過(guò)放大后就可以用儀表指示或用記錄儀器記錄下來(lái)。39第 4章 電容式傳感器 五、調(diào)頻測(cè)量電路 不需要載波； 輸出電壓與被測(cè)位移成線性關(guān)系；(2)若為差動(dòng)變極板面積電容傳感器 38第 4章 電容式傳感器 對(duì)平行板變極距電容器 252。經(jīng)低通濾波器濾波后獲得直流輸出電壓 Uo。充電時(shí)間發(fā)生變化，電壓波形如圖 (b)。 C1 和 C2 值不相等 時(shí)，假設(shè) C1＞ C2， 則 C1充電時(shí)間相同，波形如圖 (a)，輸出電壓 uAB為等寬矩形波（ T1＝ T2）， 平均電壓值為零 。時(shí)， C1電源接通， Q＝ 1， A點(diǎn)為高電位，通過(guò) R1對(duì)C1充電， UM上升，直到高于 Ur時(shí)比較器 A1產(chǎn)生脈沖使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，