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正文內(nèi)容

第四章電容式傳感器-在線瀏覽

2024-12-27 13:40本頁面
  

【正文】 與電容極板間距成線性關(guān)系,從原理上保證了變極距型電容傳感器的線性。 43 影響電容式傳感器精度的因素 及提高精度的措施 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第四章 電容式傳感器 ? 電容傳感器的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) : 溫度穩(wěn)定性好:自身發(fā)熱極小,電容值與電極材料無關(guān),有利于選擇溫度系數(shù)低材料。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,適應(yīng)性強(qiáng):可以做的非常小巧。 動(dòng)態(tài)響應(yīng)好:可動(dòng)部分可以做的很輕,很薄,固有頻率能做的很高。可測(cè)量振動(dòng)、瞬時(shí)壓力等。 耗能低 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 缺點(diǎn) : 輸出阻抗高,負(fù)載能力差:電容值一般為幾十到幾百皮法,輸出阻抗很大,易受外界的干擾,對(duì)絕緣部分的要求較高(幾十兆歐以上)。這些電容一般是隨機(jī)變化的,將使儀器工作不穩(wěn)定,影響測(cè)量精度。 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第四章 電容式傳感器 一、溫度對(duì)電容式傳感器的影響 ? 環(huán)境溫度的改變將引起電容式變換器各零件幾何尺寸的改變,從而導(dǎo)致電容極板間隙或面積發(fā)生改變, 產(chǎn)生附加電容變化 。溫度變化使各零件尺寸變化,可能導(dǎo)致對(duì)本來就很小的間隙產(chǎn)生很大的相對(duì)變化,從而 引起很大的特性溫度誤差 。 如絕緣材料采用石英、陶瓷等,金屬材料選用低膨脹系數(shù)的鎳鐵合金。 ② 采用差動(dòng)對(duì)稱結(jié)構(gòu),并在測(cè)量線路中對(duì)溫度誤差加以補(bǔ)償。溫度對(duì)介電常數(shù)的影響隨介質(zhì)不同而異。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第四章 電容式傳感器 二、漏電阻的影響(絕緣性能) 電容變換器的容抗都很高,特別是在激勵(lì)電壓頻率較低時(shí),在與測(cè)量線路配接時(shí),當(dāng)兩極板間總的漏電阻若與容抗相近,就必須考慮分路作用對(duì)系統(tǒng)總靈敏度的影響。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第四章 電容式傳感器 三、邊緣效應(yīng)與寄生參量的影響 邊緣效應(yīng) 理想條件下,平行板電容器的電場(chǎng)均勻分布于兩極板所圍成的空間,這僅是簡(jiǎn)化電容量計(jì)算的一種假定。 ① 為克服邊緣效應(yīng),首先應(yīng)增大初始電容量 C0,即增大極板面積,減小極板間隙。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第四章 電容式傳感器 均勻電場(chǎng) 等位環(huán) 電極 電極 邊緣電場(chǎng) 邊緣電場(chǎng) 原理: 等位環(huán)安放在上面電極外,且與上電極絕緣組等電位,這樣就能使上電極的邊緣電力線平直,兩極間電場(chǎng)基本均勻。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 寄生參量 第四章 電容式傳感器 一般電容傳感器電容值很小,如果激勵(lì)頻率較低,則電容傳感器的容抗很大,因此對(duì)傳感器絕緣電阻要求很高;另一方面,變換器電容極板并聯(lián)的寄生電容也會(huì)帶來很大的影響。這種接法使 傳輸電纜的芯線與內(nèi)層屏蔽等電位 ,消除了芯線對(duì)內(nèi)層屏蔽的容性漏電,從而消除了寄生電容的影響。 ④ .采用“驅(qū)動(dòng)電纜”技術(shù) 等電位屏蔽法 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第四章 電容式傳感器 ⑤ .采用運(yùn)算放大器法 所謂整體屏蔽是將整個(gè)電橋 (包括電源、電纜等)統(tǒng)一屏蔽起來,其關(guān)鍵在于正確選取接地點(diǎn)。 44 電容式傳感器的應(yīng)用 第四章 電容式傳感器 量程 精度 分辨力 變極距型 ~幾百微米 ?m ?m 變面積型 零點(diǎn)幾 ~幾百毫米 優(yōu)于 % ~?m 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 一、電容式位移傳感器 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 二、電容式加速度傳感器 第四章 電容式傳感器 這里有兩個(gè)固定極板,極板中間有一用彈簧支撐的質(zhì)量塊,此質(zhì)量塊的兩個(gè)端面經(jīng)過磨平拋光后作為可動(dòng)極板。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 三、電容式壓力傳感器 第四章 電容式傳感器 工作原理 將測(cè)量膜片與電容極板之間的電容差經(jīng)振蕩器振蕩、調(diào)制解調(diào)、放大器放大、電壓電流轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 第四章 電容式傳感器 四、電容式 測(cè)厚儀 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 測(cè)量電路可裝于孔中,減小體積。 五、 荷重傳感器(電容式電子秤) 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 六、電容式液位計(jì) 棒狀電極(金屬管)外面包裹聚四氟乙烯套管,當(dāng)被測(cè)液體的液面上升時(shí),引起棒狀電極與導(dǎo)電液體之間的電容變大。當(dāng)液位到達(dá)設(shè)定值時(shí),它輸出低電平。 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 液位限位傳感器的設(shè)定 智能化液位傳感器的設(shè)定方法十分簡(jiǎn)單: 用手指壓住設(shè)定按鈕,當(dāng)液位達(dá)到設(shè)定值時(shí),放開按鈕,智能儀器就記住該設(shè)定。 設(shè)定按鈕 第四章 電容式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 智能化液位限位傳感器的設(shè)定按鈕 超限燈 正常工作指示燈 設(shè)定按鈕 電源指示燈 第四章 電容式傳感器
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