差动变面积式电容传感器实验的改进-论文.pdf

《差动变面积式电容传感器实验的改进-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、SSN1672．1438中国观代教育装备20总14第年1第991期5期CN11-4994／T差动变面积式电容传感器实验的改进刘玉燕华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206摘要：分析差动变面积式电容传感器实验教学中出现的问题，提出改进措施，实现由验证性实验到设计性实验的过渡，激发了学生做实验的兴趣，提高了做实验的积极性和主动性。关键词：电容传感器；变面积；实验教学；兴趣ExperimentalimprovementofdifferentialcapacitancesensorbasedonvariableareaLiuYuyanNorthChinaElectricPowerUni

2、versity,Beijing，102206，ChinaAbstract：Theexperimentofdiferentialcapacitancesensorbasedonvariableareaiscompulsoryinthesensorprincipleteaching．Thecurrentproblemsareanalysedintheexperimentalteaching．Theimprovementmeasuresareputforward．Thetransitionisimplementedfromverificationtodesign．Thestudents’in

3、terestofexperimentisstimulated．Thelearningenthusiasmandinitiativeofthestudentstodoexperimentsareimproved．Keywords：capacitancesensor；variablearea；experimentteaching；interest传感器原理及应用是高等院校测控专业重要的一般电容式传感器可以分成三种类型：变面积型、变必修专业课。该课程实用性强，对应的实验课程较介质介电常数型、变极板间距型。本文只讨论变面积多，有平时课内实验和期末的传感器综合实验。差型，其原理如图1所示【”。动

4、变面积式电容传感器特性实验是其中一个2学时的必修实验。目前，学生做此实验的兴趣不大，积极性不高。其原因主要是此实验为验证性实验，学生按照实验指导书的步骤进行，实验过程枯燥乏味。X美国著名心理学家布鲁纳曾说过：“学习的最好刺激，乃是对所学教材的兴趣。”教育心理学认为，教师的首要任务是调动学生对所学课程的兴趣，进而让学生获得强烈的求知欲，从中获得一种收获的喜悦和快感。为此，笔者对实验内容做了改进。本图1变面积型电容传感器文详细介绍差动变面积式电容传感器的原理、实验由于差动式电容传感器使灵敏度提高了一倍，过程以及实验的改进措施。故应用广泛。差动变面积式电容传感器结构如图2所示，其中，1为传感

5、器的动片，2和3为传感器定片。1实验原理和实验过程在零位移条件下，即电容动片1位于定片2和3中间时，结构电容C。与C：均为C。，差电容AC=C。一C：为零。用两块金属平板作电极可构成最简单的电容器。在位移信号作用下，即当动片1上下移动时，其将分别与2和3构成的面积差动变化，结构电容c与C，一个增大，一个减小，从而引起差分电容的线性变化。通收稿日期：2014．02．20过测量差分电容AC，可获得相应的位移量的大小，差作者简介：刘玉燕，硕士，工程师。分电容变化与位移信号为线性关系[2】。差分电容的电基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助(编号：路示意图如图3所示【。13MS20)。5

6、82014年8月2014年第15期总第199期中国砚代孝装备SCSNN111672—1438．4994／-I-增益置最小，电容变换器增益置最大时，得的测量结'__——果见表1。本文实验结果基于浙江大学仪器系生产的C1CSY10A传感器系统实验仪，在Matlab里运行以下语_——句得位移．电压图(如图4所示)。C2x=-7：0．5：7：y=[一174-164—153—141—127-116—103—90-76—64二二I△．5l一38．25．13012253750627588101114127138147154159]；图2差动电容传感器原理图p=polyfit(x，y，1)ylpoly

7、val(p，x)；plot(x，yl，X，y，’ro’)p=[24．8700—1．5862]表1位移与电压关系数据表(其中x单位为mm，V单位为mV1图3差分电容的电路示意图X一7．0-6．5．6．0—5．5—5．0．4．5_4．O一3．5．3．0—2．5—2．O一1．5—1．0-0．50V一174-164—153—141—127—116—103-90—76-64—5l一38-25—130在实际使用中，单片的差动电容式传感器的电容X7．O6．5