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正文內(nèi)容

第三章電容式傳感器-展示頁

2024-08-04 05:29本頁面
  

【正文】 0d1C2Cd?位移動態(tài)時: 00210 dACCCd ?????? ,靜態(tài)時: ? ?? ?????????????????????????????????????????????????????????????????dddCddCddAdCdddCddCddAdC000002000001111111??兩極板對應(yīng)的面積為 A。設(shè)被測介質(zhì)的介電常數(shù)為 ε 1,液面高度為 h, 變換器總高度為 H,內(nèi)筒外徑為 d,外筒內(nèi)徑為 D。 當(dāng) θ=0時 , 則 00 dAC ??當(dāng) θ≠0時, ?????0001CCdAC ???????? ??電容量 C與角位移 θ呈線性關(guān)系。 當(dāng)動極板相對于定極板沿長度方向平移 x時 , 則電容為 ?????? ??????axCdbxaC 1)(0?axCC ???0電容量 C與水平位移 Δx呈線性關(guān)系。 最大位移應(yīng)小于間距的 1/10, 故在微位移測量中應(yīng)用最廣 。 同時 , 上式中的 dg/ε0εg項是恒定值 , 它能使傳感器的輸出特性的線性度得到改善 。 第 3章 電容式傳感器 云母片的相對介電常數(shù)是空氣的 7倍 , 其擊穿電壓不小于1000 kV/mm, 而空氣僅為 3 kV/mm。但 d0過小,容易引起電容器擊穿或短路。 第 3章 電容式傳感器 變極距型電容傳感器 ε和 A為常數(shù),初始極距為 d0時,可知其初始電容量 C0為 00 dAC ?? 若電容器極板間距離由初始值 d0縮小了 Δd,電容量增大了ΔC 20000000111???????? ?????????? ????????????ddddCddCddACCC?A?rd第 3章 電容式傳感器 C? C1? C2O ? d1? d2C? C1? C2O? d1? d2d電容量與極板間距離之間的關(guān)系 若 Δd/d01時, 1(Δd/d0)2≈1,則: 000 ddCCC ??? 此時 C與 Δd近似呈線性關(guān)系,所以變極距型電容式傳感器往往設(shè)計成在 Δd極小范圍內(nèi)變化。如果保持其中兩個參數(shù)不變,而僅改變其中一個參數(shù), 就可把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化,通過測量電路就可轉(zhuǎn)換為電量輸出。第 3章 電容式傳感器 第三章 電容式傳感器 第一節(jié) 電容式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 誤差的因素及改進(jìn)措施 第三節(jié) 電容式傳感器的測量電路 第四節(jié) 電容傳感器的應(yīng)用舉例 第 3章 電容式傳感器 第一節(jié) 電容式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu) 一、基本工作原理 由絕緣介質(zhì)分開的兩個平行金屬板組成的平板電容器 , 其電容量為 : dAC ??式中 : ε——電容極板間介質(zhì)的介電常數(shù) , ε=ε0εr, 其中 ε0 為真空介電常數(shù) , εr極板間介質(zhì)的相對介電常數(shù); A——兩平行板所覆蓋的面積; d—— 兩平行板之間的距離。 第 3章 電容式傳感器 當(dāng)被測參數(shù)變化使得上式中的 A、 d或 ε發(fā)生變化時, 電容量 C也隨之變化。因此,電容式傳感器可分為 變極距型、 變面積型 和 變介電常數(shù) 型三種。 第 3章 電容式傳感器 由 C0式可以看出,在 d0較小時,對于同樣的 Δd變化所引起的ΔC可以增大,從而使傳感器靈敏度提高。為此,極板間可采用高介電常數(shù)的材料(云母、 塑料膜等)作介質(zhì) , 此時電容 C變?yōu)? ?gdgd0?0000 ???ddACgg ??εg——云母的相對介電常數(shù), εg=7; ε0——空氣的介電常數(shù), ε0=1; d0——空氣隙厚度; dg—— 云母片的厚度。 因此有了云母片 , 極板間起始距離可大大減小 。 一般變極板間距離電容式傳感器的起始電容在 20~100pF之間 , 極板間距離在 25~200μm 的范圍內(nèi) 。 第 3章 電容式傳感器 變面積型電容傳感器 bxadA( 1)直線位移型 被測量通過動極板移動引起兩極板有效覆蓋面積 A改變 , 從而得到電容量的變化 。 第 3章 電容式傳感器 (2) 角位移型 動 極 板?定 極 板當(dāng)動極板有一個角位移 θ時 , 與定極板間的有效覆蓋面積就發(fā)生改變 , 從而改變了兩極板間的電容量 。 第 3章 電容式傳感器 變介質(zhì)型電容式傳感器 lad1?1?2d2CACB(1) 常用變介質(zhì)型 BA CCC ??11221??ddbaC A ??? ?1211?ddalbC B???2110 ddblC?? ?212121001????????ddlaCCC第 3章 電容式傳感器 (2) 并聯(lián)柱面結(jié)構(gòu) DdHh??1用于測量液位高低。 dDnHC120???第 3章 電容式傳感器 dDnhCdDnhdDnHdDnhHdDnhC1)(21)(2121)(2121011?????????????????????電容增量正比于被測液位高度 h。 第 3章 電容式傳感器
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