06电容式传感器的位移特性实验

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1、中南大学仪器与自动检测实验报告冶金科学与工程院系冶金专业10级试验班级姓名陈晓晨学号0505100102同组者席昭等实验日期2013年4月08日指导教师实验名称：电容式传感器的位移特性实验一、实验目的：了解电容传感器的结构及特点二、实验仪器：电容传感器、电容传感器模块、测微头、数显直流电压表、直流稳压电源三、实验原理：电容式传感器是指能将被测物理量的变化转换为电容量变化的一种传感器它实质上是具有一个可变参数的电容器。利用平板电容器原理：式中，S为极板面积，d为极板间距离，真空介电常数，介质相对介电常数，由此可以看出当被测物理量使或发生变化时

2、，电容量随之发生改变，如果保持其中两个参数不变而仅改变另一参数，就可以将该参数的变化单值地转换为电容量的变化。所以电容传感器可以分为三种类型：改变极间距离的变间隙式，改变极板面积的变面积式和改变介质电常数的变介电常数式。这里采用变面积式，如图11-1两只平板电容器共享一个下极板，当下极板随被测物体移动时，两只电容器上下极板的有效面积一只增大，一只减小，将三个极板用导线引出，形成差动电容输出。图11-1四、实验内容与步骤1．按图11-2将电容传感器安装在电容传感器模块上，将传感器引线插入实验模块插座中。2．将电容传感器模块的输出U接到数显直流

3、电压表。3．接入±15V电源，合上主控台电源开关，将电容传感器调至中间位置，调节Rw，使得数显直流电压表显示为0（选择2V档）。（Rw确定后不能改动）4．旋动测微头推进电容传感器的共享极板（下极板），每隔0.2mm记下位移量X与输出电压值V的变化，填入下表X(mm)2020.220.420.620.8V(V)0-0.003-0.005-0.006-0.008X(mm)2121.221.421.621.8V(V)-0.009-0.01-0.011-0.013-0.015五、实验数据处理：1．根据表11-1的数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非

4、线性误差δ。数据处理：X(mm)2020.220.420.620.8V(V)0-0.003-0.005-0.006-0.008X(mm)2121.221.421.621.8V(V)-0.009-0.01-0.011-0.013-0.015灵敏度S=-0.0075V/mm六、实验结果分析通过本次实验，同学们在老师的悉心指导下，了解了电容传感器的结构及特点。总体来说，这个实验还是比较简单的。主要的基本原理，在基础课上都有学过，因而理解起来相对容易。实验过程主要就是认真去对待，这样才能尽可能的减小实验误差。尤其要注意的一点是，在接入±15V电源，

5、合上主控台电源开关，将电容传感器调至中间位置，调节Rw，使得直流电压表显示为零时后，Rw位置不能再改变了。其实在这个实验中，我们意识到了熟悉原理的重要性。因为只有这样，我们才能从原理的本质去解释实验中的现象和实验所得的结果。