《电容传感器》PPT课件

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1、2.2电容传感器7/20/20211将被测量的变化转化为电容量变化工作原理:2.2电容传感器7/20/20212+++A两平行极板组成的电容器,它的电容量为:δ:极板间的距离ε:极板间介质的相对介电常数A:极板面积第一节电容式传感器工作原理及结构形式0:真空介电常数7/20/20213第一节电容式传感器工作原理及结构形式上式中，哪几个参量是变量？可以做成哪几种类型的电容传感器？电容传感器的基本理想公式为7/20/20214第一节电容式传感器的工作原理及结构形式改变A、δ、三个参量中的任意一个量，均可使平板电容的电容量C改变。固定三个参量中的两个，可以做成三种类

2、型的电容传感器。电容传感器的基本理想公式为7/20/20215（1）角位移型+++一、变面积式电容传感器7/20/20216（2）平面线位移型一、变面积式电容传感器7/20/20217（3）柱面线位移型.一、变面积式电容传感器7/20/20218变面积式电容传感器的特性变面积式电容传感器的输出特性是线性的，灵敏度是常数（较低）。这一类传感器多用于检测直线位移、角位移、尺寸等参量（较大）。请画出变面积式电容传感器的输出特性曲线！7/20/20219二、变极距式电容传感器当动极板受被测物体作用引起位移时，改变了两极板之间的距离d，从而使电容量发生变化。实际使用时，总是使初

3、始极距d0尽量小些，以提高灵敏度，但这也带来了变极距式电容器的行程较小(0.1µm-1mm)的缺点。7/20/202110二、变极距式电容传感器7/20/202111变极距式电容传感器的特性曲线从图中可以看到，为了提高灵敏度，应使当d0小些还是大些？当变极距式电容传感器的初始极距d0较小时，它的测量范围变大还是变小？a）结构示意图b）电容量与极板距离的关系1—定极板2—动极板7/20/202112三、变介电常数式电容传感器7/20/202113但通常变介电常数式电容传感器采用双圆柱桶状，如下所示：L-xx2rRε0ε17/20/202114三、变介电常数式电容传感器表

4、1几种介质的介电常数7/20/202115变介电常数式电容传感器的用途根据表1，分析不同介质对变介电常数电容器的影响。在电容器两极板间插入干的纸和潮湿的纸时，哪一种情况下的电容量大？可以用于测量什么非电量？7/20/202116第二节电容式传感器的测量转换电路（调频电路）调频电路将电容式传感器作为LC振荡器谐振回路的一部分，当电容传感器工作时，电容Cx发生变化，就使振荡器的频率f产生相应的变化。7/20/202117调频（FM）电路7/20/202118第三节电容式传感器的应用电容器的容量受三个因素影响，即：极距x、相对面积A和极间介电常数。固定其中两个变量，电容量

5、C就是另一个变量的一元函数。只要想办法将被测非电量转换成极距或者面积、介电常数的变化，就可以通过测量电容量这个电参数来达到非电量电测的目的。7/20/202119一、电容式液位计棒状电极（金属管）外面包裹聚四氟乙烯套管，当被测液体的液面上升时，引起棒状电极与导电液体之间的电容变大。聚四氟乙烯外套7/20/202120电容式液位限位传感器液位限位传感器与液位变送器的区别在于：它不给出模拟量，而是给出开关量。当液位到达设定值时，它输出低电平。但也可以选择输出为高电平的型号。7/20/202121液位限位传感器的设定智能化液位传感器的设定方法十分简单：用手指压住设定按钮，当

6、液位达到设定值时，放开按钮，智能仪器就记住该设定。正常使用时，当水位高于该点后，即可发出报警信号和控制信号。设定按钮7/20/202122智能化液位限位传感器的设定按钮超限灯正常工作指示灯设定按钮电源指示灯7/20/202123二、硅微加工加速度传感器图示加速度传感器以微细加工技术为基础，既能测量交变加速度（振动），也可测量惯性力或重力加速度。其工作电压为2.7～5.25V，加速度测量范围为数个g，可输出与加速度成正比的电压也可输出占空比正比于加速度的PWM脉冲。7/20/202124电容式加速度传感器在汽车中的应用加速度传感器安装在轿车上，可以作为碰撞传感器。当测得

7、的负加速度值超过设定值时，微处理器据此判断发生了碰撞，于是就启动轿车前部的折叠式安全气囊迅速充气而膨胀，托住驾驶员及前排乘员的胸部和头部。装有传感器的假人气囊7/20/202125汽车气囊的保护作用使用电容式加速度传感器可以在汽车发生碰撞时，经控制系统使气囊迅速充气。7/20/202126汽车气囊对驾驶员的保护作用7/20/202127利用电容式加速度传感器实现延时起爆的钻地炸弹传感器安装位置7/20/202128三、湿敏电容利用具有很大吸湿性的绝缘材料作为电容传感器的介质，在其两侧面镀上多孔性电极。当相对湿度增大时，吸湿性介质吸收空气中的水蒸气，使