【正文】 變化對輸出無影響；(5) 不像調(diào)幅線路那樣，需對元件提出線性要求；(6) 由于低通濾波器作用，對輸出矩形波純度要求不高。調(diào)頻測量電路把電容式傳感器 作為振蕩器諧振回路 的一部分。也可以直接通過計數(shù)器測定其頻率值。?C → ?U） 調(diào)頻接收系統(tǒng)分為直放式調(diào)頻（ a） 和外差式調(diào)頻（ b） 兩種類型。其主要優(yōu)點是選擇性高，特性穩(wěn)定，抗干擾性能強，靈敏度高。式中 L?C；其中 C1—— 振蕩回路的固有電容；?C—— 傳感器的電容。當被測信號為 0時， ＝ 0，則C＝ Cl+Cc+C0，所以振蕩器有一個固有頻率 當被測信號不為 0時，即 ?C≠0， 振蕩頻率有相應變化，此時，頻率為 靈敏度高，可測量 ?m甚至更小 位移；?抗干擾能力強；?能獲得高電平直流信號 （伏特數(shù)量級） 或頻率數(shù)字信號（ 易用于數(shù)字儀器和計算機接口 ）；缺點： 41第 4章 電容式傳感器 六、諧振電路 作為諧振回路中（ L C C3）調(diào)諧電容的一部分。當傳感器電容 C3于是，該電流經(jīng)過放大后即可指示輸入量的大小。BC 段內(nèi)。 缺點：（ 1）工作點不容易選好，變化范圍也較窄 ；（ 2）傳感器與諧振回路要靠近，否則電纜的雜散電容對電路影響較大；（ 3） 為了提高測量精度，振蕩器的頻率穩(wěn)定度要優(yōu)于 106的數(shù)量級。42第 4章 電容式傳感器 電容式傳感器的應用 電容式傳感器因靈敏度高、響應時間短、結構簡單、能在惡劣條件下工作、可非接觸測量等優(yōu)點，廣泛應用于位移、振動、加速度、角度等機械量的精密測量，還逐步擴大應用于壓力、差壓、液面、料面、成分含量等方面的測量。金屬彈性膜片 7為動極板，凹型絕緣體上的金屬膜 6為定極板，構成差動變間隙電容傳感器。其靈敏度取決于初始間隙 d0其動態(tài)響應主要取決于彈性膜片的固有頻率。用途： 測量壓力差。當這兩個壓力不同時，彈性膜片兩側有壓力差，使彈性膜片凸向一側，產(chǎn)生位移，該位移改變兩個定極板與動極板間的電容量。傳感器由兩個差動電容組成，上極板與懸臂梁構成 懸臂梁與下極板構成 當加速度為零時，懸臂梁處在上、下極板的中間位置， C1＝ C2C1≠C2 a = 0 a ≠ 0右圖是另一種差動電容式加速度傳感器的結構示意圖。47第 4章 電容式傳感器 1— 加速度測試單元 2— 信號調(diào)理電路 3— 襯底 4— 底層多晶硅（下電極） 5— 多晶硅懸臂梁 6— 頂層多晶硅（上電極）電容式加速度傳感器目前多采用微細加工技術制造，既能測量交變加速度（振動），也可測量慣性力或重力加速度。這種傳感器和信號調(diào)理電路集成在一起，組成加速度檢測模塊。脈沖。48第 4章 電容式傳感器 在被測體的兩個固定點上，安裝兩個薄而低的拱形弧板，兩個拱形弧板的曲率略有差別，兩個長方形電極板固定在拱形弧板的中央。拱形弧板具有一定的放大作用，當兩固定點受壓縮（兩點距離減小）或受拉伸（兩點距離增大）而產(chǎn)生位置變化時，電容極板間距發(fā)生變化（受壓縮時極距變小、受拉伸時極距變大），從而使電容值變化。 M d CM d C49第 4章 電容式傳感器 在彈性鋼板內(nèi)平行圓孔間設置平行板電容器，當鋼板受壓力變形時，平板電容傳感器兩極板間距改變，從而電容量改變。五、電容式荷重傳感器50第 4章 電容式傳感器 六、電容式振動、位移測量儀下圖為 DWY3型振動、位移測量儀用于測量旋轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)精度和振擺示意圖。51第 4章 電容式傳感器 七、電容測厚儀（ 電容傳感器在板材軋制裝置中的應用 ） 電容式測厚儀的關鍵部件之一就是電容測厚傳感器。它能克服兩電容并聯(lián)或串聯(lián)式傳感器的缺點。獨立雙電容測厚傳感器一般分為運算型電容傳感器和頻率變換型電容傳感器兩種。~厚度的薄鋼板進行測量，其測量誤差小于 20?m 在被測帶材的上、下兩側各置一塊面積相等、與帶材距離相等的極板，極板與帶材就構成了兩個電容器 C1和 C2。和 L2信號發(fā)生器提供變壓器初級信號，經(jīng)耦合作交流電橋的供橋電源。板材變厚， d 減小， Cx增大；板材變薄， d 增大， Cx減小。 53第 4章 電容式傳感器 八、變面積式電容壓力變送器德國威格 (VEGA)公司生產(chǎn)的變面積式電容壓力變送器 被測壓力作用在金屬膜片 上，通過中心柱 支撐簧片 使可動電極 隨膜片中心位移而動作。45固定電極 的中心柱 與外殼間有絕緣支架 可動電極 則與外殼連通。64~20mA電子線路與上述可變電容安裝在同一外殼中，整體小巧緊湊。 亦可用螺紋或 法蘭 安裝在容器壁上，如右圖 。當罐內(nèi)放入被測物料時，由于被測物料介電常數(shù)的影響，傳感器的電容量將發(fā)生變化，電容量變化的大小與被測物料在罐內(nèi)高度有關，且成比例變化。 九、電容式料位傳感器 聚四氟乙烯外套物料可以是液體，也可以是固體。右圖的棒狀電極（金屬管）外面包裹聚四氟乙烯套管。56第 4章 電容式傳感器 傳感器的靜電電容式中： ?s?0d —— 測定電極的直徑； ?h —— 被測物料的高度。 當 相對濕度增大時，吸濕性介質(zhì)吸收空氣中的水蒸氣，使兩塊電極之間的介質(zhì)相對介電常數(shù)大為增加（水的相對介電常數(shù)為 80），所以 電容量增大 。動畫演示 58第 4章 電容式傳感器 高分子薄膜式濕敏元件應用的是平板電容器原理，在絕緣基片上依次形成下電極、感濕膜、上電極。當環(huán)境中的水分子沿著上電極的毛細微孔進入感濕膜而被吸附時，感濕膜的介電常數(shù) 隨著其吸水量增加而增大 ，引起電容器 電容值也增大 ，而吸水量多少又取決于濕度的大小，這樣就可確定在一定溫度下電容值與氣體中相對濕度的函數(shù)關系。HS1100廠商： HUMIREL 59第 4章 電容式傳感器 第第 4章作業(yè)章作業(yè)? 電容式傳感器是如何分類的？? 為什么說必須使硅電容式壓力傳感器集成化才有實際使用價值？? 采用運算放大器作電容傳感器的測量電路，其輸出特性是否為線性？一般在什么情況下使用？? 電容式傳感器極板間放置云母片的作用是什么？60