[工學(xué)]自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)梁森版第五章-文庫(kù)吧資料
2025-03-28 02:27本頁(yè)面
【正文】 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 。 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。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)。但也可以選擇輸出為高電平的系列。 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 。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。 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) ? ?？梢?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 。 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 。 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 。 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。 在隨后的 負(fù)半周期間 ， VD1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 。 VD VD2為特性完全相同的兩只二極管 ,固定電阻 R1=R2=R， C C2為傳感器的兩個(gè)差動(dòng)電容，初始值 C1=C2 。 當(dāng) C1C2時(shí)， t1t2，經(jīng)低通濾波器后，獲得的輸出電壓平均值 Uo為正值 。 當(dāng) G點(diǎn)電位超過(guò) UR時(shí)，比較器 A2產(chǎn)生一個(gè)“置 1脈沖” ， 使觸發(fā)器再次翻轉(zhuǎn)， A點(diǎn)恢復(fù)為高電位， B點(diǎn)恢復(fù)為低電位 。 當(dāng) F點(diǎn)電位升高超過(guò)參考電壓 UR時(shí)，比較器 A1產(chǎn)生一個(gè)“置零脈沖” ，觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)， A點(diǎn)跳變?yōu)榈碗娢唬?B點(diǎn)跳變?yōu)楦唠娢弧? 脈沖調(diào)制 電路分析 當(dāng)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的 Q端輸出為高電平時(shí)， A點(diǎn)通過(guò) R1對(duì) C1充電 ， F點(diǎn)電位逐漸升高。由于振蕩器的頻率受電容傳感器的調(diào)制，實(shí)現(xiàn) C /f 的變換。 聚四氟乙烯外套 第二節(jié) 電容式傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 常見(jiàn)的有 變壓器橋式電路 、 雙 T電橋電路 、脈沖寬度調(diào)制電路 、 FM調(diào)頻電路 等。 當(dāng)被測(cè)液體的液面上升時(shí)，引起 棒狀電極與導(dǎo)電液體之間有效高度增大。ε0：真空介電常數(shù) （ 空氣的介電常數(shù)與之相近 ） ； εr1：被測(cè)液體的相對(duì)介電常數(shù)； ε1：被測(cè)液體的介電常數(shù)； ε1=εr1ε0。 變介電常數(shù)式電容傳感器的用途 當(dāng)某種被測(cè)介質(zhì)處于兩極板間時(shí)，介質(zhì)的厚度 δ越大，電容 Cδ也就越大。因此該電容器又可作為空氣相對(duì)濕度傳感器 。當(dāng) 介質(zhì)厚度 δ保持不變 、而 相對(duì)介電常數(shù) εr改變 時(shí)，該電容器可作為相對(duì)介電常數(shù) εr的測(cè)試儀器 。 幾種介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù) 變介電常數(shù)式電容傳感器 當(dāng)某種被測(cè)介質(zhì)處于兩極板間時(shí)，介質(zhì)的厚度 δ越大，電容 Cδ也就越大。電容傳感器的非線性誤差還可以進(jìn)一步用計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算修正 。設(shè)，則有 電容 Cx與位移 x不是線性關(guān)系，其靈敏度 Kx不為常數(shù)： 差動(dòng)式電容傳感器 a）差動(dòng)變極距式 b）差動(dòng)變面積式 1－動(dòng)極板 2－定極板 差動(dòng)電容傳感器的靈敏度提高近一倍，線性也得到改善。 變極距式電容傳感器的特性曲線 從圖中可以看到， 為了提高靈敏度，應(yīng)使 d0小一些為好 ， 但行程變?。▌?dòng)靜極板接觸） 。 CA A 1實(shí)際特性 2理論特性 二、變極距式電容傳感器 當(dāng)動(dòng)極板受被測(cè)物體作用引起位移時(shí)，改變了兩極板之間的距離 d，從而使電容量發(fā)生變化。設(shè)內(nèi)圓筒的 外半徑 、外圓筒的 內(nèi)半徑 分別為 R和 r，兩者原來(lái)的遮蓋長(zhǎng)度為 h0，電容量與位移成正比： ? ?? ?00021 l n /xhx xCCR r h?? ? ??? ? ?????Cx A A 變面積式電容傳感器的特性總結(jié) 變面積式電容傳感器的輸出特性在 一小段范圍 內(nèi)是線性的 ，靈敏度是常數(shù)。 0000(a ) 1 xbx xCCda? ???? ? ?????000a bCd??角位移式的結(jié)構(gòu) 1動(dòng)極板 2定極板 極板 2的軸由被測(cè)物體帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)一個(gè)角位移 ? 度時(shí)，兩極板的遮蓋面積 A 就減小，因而電容量也隨之減小。外圓筒不動(dòng)，內(nèi)圓筒在外圓筒內(nèi)作上、下直線運(yùn)動(dòng)。極板 2固定不動(dòng)，稱為定極板。固定三個(gè)參量中的兩個(gè)，可以制作成以下三種類型的電容傳感器： 變面積式電容傳感器 、 變極距式電容傳感器 、 變介電常數(shù)式電容傳感器 。 三種類型的電容傳感器 在 A、 d、 ε三個(gè)參量中，改變其中任意一個(gè)量，均可使電容 C 改變 。到電容邊緣時(shí)電場(chǎng)線彎曲最厲害，這種電場(chǎng)線彎曲現(xiàn)象就是邊緣效應(yīng)。 第一節(jié) 電容式傳感器的工作原理 及結(jié)構(gòu)形式 電容傳感器的工作原理可以用平板電容器來(lái)說(shuō)明。 電容器在收音機(jī)中，用于改變諧振頻率， 從而調(diào)整所要接收的電臺(tái)。 （ 4） 動(dòng)態(tài)響應(yīng)比電感傳感器快 。 （ 2）能在惡劣的環(huán)境條件下工作。 電容傳感器工作原理及結(jié)構(gòu)形式 電容傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 電容傳感器的應(yīng)用 壓力、液位和流量的測(cè)量 第五章 電容傳感器 目錄 進(jìn)入 進(jìn)入 進(jìn)入 進(jìn)入 第一節(jié) 電容式傳感器的 工作原理及結(jié)構(gòu)形式 電容傳感器以各種類型的電容器作為傳感器元件，將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電容量的變化，再經(jīng)測(cè)量轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓、電流或頻率。機(jī)電類 《 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用 》 多媒體課件 （共 13章，第五章） 統(tǒng)一書(shū)號(hào)： ISBN 9787111343004 課程配套網(wǎng)站 或 2022年 7月版 第五章 電
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