传感器原理及应用全套配套课件PPT动画教学大纲第4章 电容式传感器.ppt

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1、第4章电容式传感器传感器原理与应用主要内容：4.1电容传感器工作原理4.2电容传感器输出特性4.3电容传感器测量电路4.4电容式传感器的应用举例传感器原理及应用第4章电容式传感器概述传感器原理及应用第4章电容式传感器传统电容式传感器主要用于位移、角度、振动、加速度等机械量精密测量。现代电容式传感器逐渐应用于压力、压差、液面、成份含量等方面的测量。应用实例（电容测深度、角度）角度测量液位测量传感器原理及应用第4章电容式传感器电容式接近开关ATM专用人体接近传感器是一种用于检测人体接近的控制器件,可准确探知附近人物的靠近，是目前作为防盗报警和状态检测的最佳选择。采用

2、微电路芯片作程控处理，具有较高探测灵敏度和触发可靠性，探测与控制合二为一，守候功耗低，开关信号输出，直接触发报警录像。探测人体接近距离远近可调，可调节半径为(约)0-5米。传感器原理及应用第4章电容式传感器电容式触摸板(屏)及按键对触摸屏性能影响最为深远的技术改变要算是从电阻式转移至电容式触摸屏技术。2011年前，近25%的触摸屏手机将由电阻式转移至电容式触摸屏。传感器原理及应用第4章电容式传感器如何区分电容屏屏幕手机和电阻屏屏幕手机方法一：支持多点触摸的必然是电容屏手机。（由于多点触摸需要系统软件的支持，所以不支持多点触摸的也有可能还是电容屏。方法二：有触摸笔

3、的必定是是电阻屏手机方法三：用指甲可以触控的是电阻屏手机。传感器原理及应用第4章电容式传感器如何区分电容屏屏幕手机和电阻屏屏幕手机电容屏触控工作方式：其触摸屏由一块四层复合玻璃屏构成，并在表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在触摸屏上时，由于人体电场和触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置信息。传感器原理及应用第4章电容式传感器如何区分电容屏屏幕手机

4、和电阻屏屏幕手机电阻屏触控工作方式：电阻触摸屏的屏体是一块多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层导电层(ITO膜)，上面再盖有一层经过硬化处理、光滑防刮的塑料层。它的内表面也涂有一层ITO，在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开。当手指接触屏幕时，两层ITO发生接触，电阻发生变化，在X和Y两个方向上产生信号，控制器根据检测到的电阻变化来计算接触点的XY坐标，再依照这个坐标来进行相应的操作；因此这种技术必须是要使用硬物施力到屏幕上，才能获得触控效果。传感器原理及应用第4章电容式传感器电容式压力变送器电容式差压传感器电

5、容式接近开关电容式传感器的特点电容器容量小(几十～几百微法)，输出阻抗高;极板静电引力小，工作所需作用力很小；可动质量小，固有频率高，动态响应特性好；功率小，本身发热影响小；可以进行非接触测量。第4章电容式传感器4.1电容传感器工作原理传感器原理及应用电容式传感器是将被测非电量变化成电容量的变化。电容传感器工作原理可以用平板电容说明：X第4章电容式传感器4.1电容传感器工作原理和类型传感器原理及应用改变式中S—极板面积，称变面积型电容传感器—极板距离，称变极距型电容传感器—介电常数，称变介质型电容传感器其中：—真空介电常数—空气介质的相对介电常数近似为传感器原理

6、及应用第4章电容式传感器变极距型电容传感器传感器原理及应用第4章电容式传感器变面积型电容传感器传感器原理及应用第4章电容式传感器变介质型电容传感器传感器原理及应用第4章电容式传感器当分母<<1时，用泰勒级数展开初始电容，极距减小△δ时，电容量增加△C4.2电容传感器输出特性1.变极距型（δ）传感器原理及应用第4章电容式传感器1.变极距型（δ）做线性处理(忽略高次项)后，电容相对变化量与电容极板的极距变化成正比定义电容传感器灵敏度为第4章电容式传感器传感器原理及应用变极距型电容传感器灵敏度与初始极距有关要提高传感器灵敏度k0应减小初始极距，但初始极距受电容击穿电压

7、限制；另外，初始极距与灵敏度相矛盾，变极距型电容传感器适合测小位移；非线性误差随相对的位移的增加而增加，为保证线性度应限制相对位移，限制了测量范围；为提高灵敏度和改善非线性，一般采用差动结构。讨论：4.2电容传感器输出特性传感器原理及应用第4章电容式传感器差动结构的电容特征方程式为：差动结构的平板电容设电容的动极板移动时C1增加，C2减小，且△C1=△C2电容的总的变化量传感器原理及应用第4章电容式传感器电容相对变化量忽略高次项，电容相对变化量为传感器（差动式）灵敏度相对非线性误差为差动式电容传感器比单个电容灵敏度提高一倍；非线性误差减小（多乘因子）。结论：差动

8、结构的平板电容传感器原理