傳感器第4次課--能量控制型傳感器(參考版)
2025-05-04 18:07本頁(yè)面
【正文】 差動(dòng)式電容傳感器測(cè)量電路 問(wèn)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(cè)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(cè) 請(qǐng)學(xué)習(xí)委員拷貝實(shí)驗(yàn)手冊(cè)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(guò)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。 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(cè) p1和 p2壓力的作用下，一個(gè)容量增大，一個(gè)減小。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(cè)量方面大有發(fā)展前途地傳感器。因此對(duì)電纜的選擇、安裝、接法都有要求。 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。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(wú)法工作，必須采取屏蔽措施，從而給設(shè)計(jì)和使用帶來(lái)極大的不便。 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(cè)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。 Ⅳ .可以非接觸測(cè)測(cè)量，具有平均效應(yīng) 例如 非接觸測(cè)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。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。 電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn) Ⅱ .結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(cè)量；能工作在高溫，強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場(chǎng)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(guò)載等；能測(cè)量超高溫和低壓差，也能對(duì)帶磁工作進(jìn)行測(cè)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(wú)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。傳感器的總電容量 C為被測(cè)物介質(zhì)極板電容和空氣介質(zhì)極板電容并聯(lián)結(jié)果。 變面積型差動(dòng)式結(jié)構(gòu) (a)扇形平板結(jié)構(gòu)； (b)柱面板結(jié)構(gòu) 當(dāng)動(dòng)極板 C隨角位移 (Δα)輸入而擺動(dòng)時(shí)兩組 AB電容值一增一減，差動(dòng)輸出 變介質(zhì)型電容傳感器 ? 這種電容傳感器有較多的結(jié)構(gòu)型式，可以用來(lái)測(cè)量紙張、絕緣薄膜等的厚度，也可用來(lái)測(cè)量糧食、紡織品、木材或煤等非導(dǎo)電固體物質(zhì)的濕度。 變面積型電容傳感器 C=ε A/δ 變面積型電容傳感器的輸出特性呈線性。當(dāng)動(dòng)極板向上有位移 Δδ時(shí)，兩邊極距為 δ1＝ δ0Δδ， δ2 ＝ δ0+Δδ； 兩組電容一增一減靈敏度提高一倍，且非線性誤差大為減小。 右圖所示為差動(dòng)結(jié)構(gòu)，動(dòng)極板置于兩定極板之間。 C=ε A/δ 由于變極距型的分辨力極高，可測(cè)小至 移，故在微位移檢測(cè)中應(yīng)用最廣 說(shuō)明 位移與 C的變化不成線性關(guān)系，只有當(dāng) 位移變化量很小時(shí)候，我們才可以認(rèn)為是線性的，因此 變極距型電容傳感器 一般用來(lái)測(cè)量微小變化量如，— 零點(diǎn)幾個(gè)毫米的線位移。這種材料經(jīng)特殊電處理后，表面永久地駐有極化電荷，取代了電容傳聲器極板，故名為駐極體電容傳聲器。因此，電容式傳感器可分為 變極距型 、 變面積型 和 變介質(zhì)型 三種類型 。 檢波 π型濾波 振蕩回路 射極跟隨器 下圖為一種測(cè)量電路， 電渦流式傳感器 L引起 振蕩回路 的幅度變化，輸出調(diào)幅信號(hào)經(jīng)過(guò) 檢波 和 π型濾波 后由 射極跟隨器 輸出 有關(guān)電容的礦石收音機(jī) 電容式傳感器是將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器。該變化與被測(cè)金屬類型和距離有關(guān)，所以可以測(cè)量位移 電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 電渦流式傳感器實(shí)物圖 電渦流式傳感器使用 電渦流式傳感器 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，頻率響應(yīng)快、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、體積較小，具有非接觸測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。 視頻播放 視頻播放 視頻播放 圓盤產(chǎn)生渦電流，渦電流產(chǎn)生抵抗的磁場(chǎng)，產(chǎn)生阻尼 通電的線圈代替永磁鐵來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)金屬中產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生相對(duì)的磁場(chǎng)抵消部分原磁場(chǎng)，從而導(dǎo)致線圈的電感、阻抗、品質(zhì)因素發(fā)生變化，那么通過(guò)檢測(cè)這些變化，就可以檢測(cè)運(yùn)動(dòng)塊的位置。
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