第三章電容式傳感器-文庫(kù)吧資料
2024-08-02 05:29本頁(yè)面
【正文】 驅(qū)動(dòng)電纜 ” (雙層屏蔽等位傳輸 )技術(shù) :傳感器與測(cè)量電路前置級(jí)間的引線為雙屏蔽層電纜 . （ 5） 整體屏蔽法 :將電容式傳感器和所采用的轉(zhuǎn)換電路 、 傳輸電纜等用同一個(gè)屏蔽殼屏蔽起來 ， 正確選取接地點(diǎn)可減小寄生電容的影響和防止外界的干擾 。因此，消滅干擾電容的影響是電容式傳感器使用的關(guān)鍵。由于電容傳感器很小，其電容量多為幾皮法至十幾皮法，屬于小功率、高阻抗器件，極易受外界干擾，尤其是易受大于它幾倍、幾十倍且具有隨機(jī)性的干擾電容的影響，且這些干擾電容與傳感器電容并聯(lián)，嚴(yán)重影響傳感器的輸出特性，甚至淹沒傳感器有用電容而使之無法工作。而電容傳感器引線電纜引起的電容稱為分布電容 (l～ 2m導(dǎo)線可達(dá) 800pF) 。 第 3章 電容式傳感器 ? ?rhtt thdAC???????1101則 由于溫度變化而引起的電容量的相對(duì)誤差為： tttt dddCCC ???? 000?式中 時(shí)的電容量為傳感器在溫度為時(shí)的電容量；為傳感器在溫度tCtCt00第 3章 電容式傳感器 整理得： ? ?? ? thhLdtLhhhhLLhht ????????221102211???????為了消除溫度誤差，必須設(shè)法使 ， 即使上式的分子為零即可實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償： 0?t?02211 ??? Lhh Lhh ???由于設(shè)計(jì)傳感器時(shí)尺寸的靈活性大，故用 210 hhdL ???帶入上式得： ? ? 02102211 ????? Lhh hhdhh ???第 3章 電容式傳感器 經(jīng)整理得 ： 02102211 ????? hhdhhLhLh????則 ???????????????????? 11 22110LhLh hhd????0d 21 hhL ??? ，在設(shè)計(jì)電容傳感器時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)合理的初始電容量決定間隙 ，然后根據(jù)材料的線膨脹系數(shù) 選擇材料的 合適尺寸，滿足溫度補(bǔ)償條件的要求，達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?以變極距型電容傳感器為例 ， 對(duì)溫度誤差進(jìn)行分析 。 第 3章 電容式傳感器 第二節(jié) 誤差的因素及改進(jìn)措施 一 、溫度對(duì)電容器結(jié)構(gòu)尺寸的影響 二、寄生電容與分布電容的影響 三、外界干擾的影響 四、溫度對(duì)介質(zhì)的介電常數(shù)的影響 五、漏電阻的影響 第 3章 電容式傳感器 一 、溫度對(duì)電容器結(jié)構(gòu)尺寸的影響 環(huán)境溫度的變化 ， 將引起電容傳感器各零件幾何尺寸和相互間幾何位置的變化 。 傳感元件的有效電容 Ce可由下式求得 (為了計(jì)算方便 ， 忽略Rs和 Rp): ???????????????????????2222222)1()1(1111LCCLCCLCLCCCLCCCCjLjCjeee????????第 3章 電容式傳感器 在這種情況下，電容的實(shí)際相對(duì)變化量為 LCCCCCee21/????? 表明電容式傳感器的實(shí)際相對(duì)變化量與傳感器的固有電感 L和角頻率 ω有關(guān) 。 當(dāng)工作頻率等于或接近諧振頻率時(shí) ， 諧振頻率破壞了電容的正常作用 。 電感 L由電容器本身的電感和外部引線電感組成 。 這些損耗在低頻時(shí)影響較大 ， 隨著工作頻率增高 ， 容抗減小 ，其影響就減弱 。 第 3章 電容式傳感器 如果考慮（ 1）式中的線性項(xiàng)與二次項(xiàng)， 則 ???????? ?????0001 d dd dC C由此可得出傳感器的相對(duì)非線性誤差 r為 %100%100|/| )/(0020 ???????ddddddr可以看出：差動(dòng)式傳感器的非線性誤差比單一電容傳感器的非線性誤差大大降低了 。 第 3章 電容式傳感器 (3) 并聯(lián)平面板結(jié)構(gòu) ? ??????????????????????????????axCaxdabdbxadxbCCC22102212212111?????????第 3章 電容式傳感器 二、差動(dòng)式電容傳感器 變面積型差動(dòng)電容傳感器 （ 1）平面板結(jié)構(gòu)直線位移型 位移 x 4 a 定極板 動(dòng)極板 2C1C定片長(zhǎng) 4a，寬 b 動(dòng)片長(zhǎng) 2a，寬 b 動(dòng)態(tài)時(shí)： dabCCCx ?????0210 ，靜態(tài)時(shí)： ? ? ? ?? ? ? ? ????????????????????axCxadbxCaxCxadbxC110201??第 3章 電容式傳感器 （ 2）圓柱面結(jié)構(gòu)直線位移型 lr2R2x位移? ?xC1? ?xC2rRlCCCxln20021?????? ，靜態(tài)時(shí)： 動(dòng)態(tài)時(shí)： ? ? ? ?? ? ? ? ????????????????????lxCxlrRxClxCxlrRxC1ln21ln20201????第 3章 電容式傳感器 （ 3）平面扇形變面積角位移結(jié)構(gòu) ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ? ??????????????????????????0002220002211212????????????CrRdCCrRdC? ? 022021 2 ?? rRdCCC ????靜態(tài)時(shí)： 動(dòng)態(tài)時(shí)： 第 3章 電容式傳感器 變極距型差動(dòng)電容傳感器 定片 動(dòng)片 0d
物理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1