魏星玥传感器

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1、传感器的实验报告课题名称：电容式传感器班级：05131101姓名：魏星玥学号：0513110105一、电容式传感器用于差动电容量变化的测量二、如上脉冲宽度电路的原理图二、电容脉冲宽度调制电路的基本原理电路各点波形如图（b）所示，此时uA、uB脉冲宽度不再相等，一个周期(T1+T2)时间内的平均电压值不为零。此uAB电压经低通滤波器滤波后，可获得Uo输出式中：U1——触发器输出高电平；T1、T2——Cx1、Cx2充电至Ur时所需时间。由电路知识可知把平行板电容的公式代入式，在变极板距离的情况下可得式中,d1、d2分别为C1、C2极板间距离。当差动电容C1=C2=C0，即d1=d2=d

2、0时，Uo=0；若C1≠C2，设C1>C2，即d1=d0-Δd,d2=d0+Δd,则有设C2>C1，即d1=d0-Δd,d2=d0+Δd,则有同样，在变面积电容传感器中，则有由此可见，差动脉宽调制电路适用于变极板距离以及变面积差动式电容传感器，并具有线性特性，且转换效率高，经过低通放大器就有较大的直流输出，调宽频率的变化对输出没有影响。脉冲宽度调制电路电压波形三、简介工业现场控制当中，经常要用到一些可变的直流电压，而一般的直流电源其值是固定不变的，为了得到可变的直流电压，我们一般采用脉宽调制控制电路，也就是我们通常所说的PWM控制电路。该电路是利用半导体功率晶体管或晶闸管等开关器件的导

3、通和关断，把直流电压变成电压脉冲列，控制电压脉冲的宽度或周期达到变压目的，或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频的目的的一种变换电路，多用在开关稳压电源、不间断电源(UPS)以及交直流电机调速等控制电路中。脉宽调制控制电路的工作原理∞++N-R2R3RPR1RLUPu0ucUbECULVVD图PWM控制电路原理基本的脉宽调制控制电路包括电压-脉宽变换器和开关式功率放大器两部分，如上图所示。运算放大器N工作在开环状态，实现把连续电压信号变成脉冲电压信号。二极管VD在V1关断时为感性负载RL提供释放电感储能形成续流回路。N的反相端输入三个信号：一个是锯齿波或三角波调制信号up，其

4、频率是主电路所需的开关调制频率，一般为1~4kHz；另一个是控制电压uk，其极性与大小随时可变；再一个是负偏置电压u0，其作用是在Uc＝0时通过Rp的调节使比较器的输出电压Ub为宽度相等的正负方波。当Uc>0时，锯齿波过零的时间提tt2T2TTTT+τT+τττOOuLuLULULEE前，结果在输出端得到正半波比负半波窄的调制方波。当Uc<0时，锯齿波过零的时间后移，结果在输出端得到正半波比负半波宽的调制方波。PWM控制负载的波形图PWM信号加到主控电路的开关管V的基极时，负载RL两端电压uL的波形如图2所示。显然，通过PWM控制改变开关管在一个开关周期T内的导通时间τ的长短，就可实现

5、对RL两端平均电压UL大小的控制。