电容传感器ppt课件.ppt

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1、传感器原理及应用第3章电容式传感器主要内容：概述3.1电容传感器工作原理和类型3.2电容传感器的测量电路3.3电容传感器的误差分析3.4电容式传感器的应用举例传感器原理及应用第3章       电容式传感器概述传感器原理及应用第3章       电容式传感器电容式传感器的特点是：小功率、高阻抗;本身发热影响小;电容器小几十～几百微法，具有高输出阻抗;静电引力小（极板间），工作所需作用力很小；可动质量小,具有高的固有频率动态响应特性好；可进行非接触测量。传统电容式传感器主要用于位移、振动、角度、加速度等机械量精密测量。现

2、逐渐应用于压力、压差、液面、成份含量等方面的测量。概述传感器原理及应用第3章       电容式传感器电容式接近开关电容式指纹传感器电容式变送器差压传感器各种电容式传感器传感器原理及应用第3章       电容式传感器电容式传感器典型应用硅微电容式传感器测量管道液位高度3.1电容传感器工作原理和类型传感器原理及应用第3章       电容式传感器电容式传感器是将被测非电量变化成电容量的变化，电容器C可以通过改变S—面积，称变面积型传感器—距离，称变极距型传感器—介质，称变介质型传感器3.1电容传感器工作原理和类型传感器

3、原理及应用第3章       电容式传感器（F/cm）=(PF/cm).真空介电常数若S(cm2),d(cm)则:（PF）可见，s，d三个参数中任何一个的变化，都将引起C的变化（电容式传感器的基本原理）。因此，电容传感器可分为三种类型。,为介质的相对介电常数3.1电容传感器工作原理和类型传感器原理及应用第3章       电容式传感器变极距型传感器3.1电容传感器工作原理和类型传感器原理及应用第3章       电容式传感器变面积型传感器3.1电容传感器工作原理和类型传感器原理及应用第3章       电容式传感器变介

4、质型传感器设两极板间相对面积为s（重叠时）。则θ=0时：（PF）初始值θ--角位移可见：与θ成线性关系。3.1电容传感器工作原理和类型1变面积型（S）传感器原理及应用第3章       电容式传感器θ≠0时x=0时：x≠0时：（PF）灵敏度：k==－可见：与x为线性关系；增大可增大灵敏度x----直线位移3.1电容传感器工作原理和类型1变面积型（S）传感器原理及应用第3章       电容式传感器3.1电容传感器工作原理和类型1变面积型（S）传感器原理及应用第3章       电容式传感器结论：变面积式电容传感器灵敏度

5、K为常数；输出特性为线性；适合大位移测量。3.1电容传感器工作原理和类型2变介电常数式（ε）传感器原理及应用第3章       电容式传感器当某种介质在两固定极板之间运动时，电容量与介质参数之间的关系为：变介电常数式电容传感器分几种情况：测介电常数　；测厚度dεdσ动片3.1电容传感器工作原理和类型2变介电常数式（ε）传感器原理及应用第3章       电容式传感器d为运动介质的厚度，d保持不变，改变可作为介电常数的测试仪器。介电常数保持不变，d改变，可作为测厚仪器。3.1电容传感器工作原理和类型2变介电常数式（ε）传

6、感器原理及应用第3章       电容式传感器测液位高度（根据液体容器的形状计算）3.1电容传感器工作原理和类型3变极距型（d）第3章       电容式传感器x=0时：=（PF）x≠0时：d0减小时C=C0+=====σεΔσC0σσCΔC传感器原理及应用3.1电容传感器工作原理和类型3变极距型（d）传感器原理及应用第3章       电容式传感器当时（展开为级数形式）可用作为拟合直线，与成近似线性关系，前提条件是，一般取=（0.02~0.01）3.1电容传感器工作原理和类型3变极距型（d）传感器原理及应用第3章  

7、     电容式传感器非线性误差可用下述表达式表示。取绝对值则有可见：=0.1时，=10%，仅适于微位移测量，否则非线性严重。3.1电容传感器工作原理和类型3变极距型（d）传感器原理及应用第3章       电容式传感器灵敏度为：①k==dC=====3.1电容传感器工作原理和类型3变极距型（d）传感器原理及应用第3章       电容式传感器②(是以间距减小为前提的，，据此上式应加负号)为提高线性度，采用差动结构。设C1、C2的电容初值C0则动片上移,C1、C2分别为:，，，==3.1电容传感器工作原理和类型3变极距

8、型（d）传感器原理及应用第3章       电容式传感器=则有：可见：①——拟合直线。相对非线性误差为=0.1时，=1%,灵敏度提高一倍，非先性误差减小一个数量级。3.1电容传感器工作原理和类型3变极距型（d）传感器原理及应用第3章       电容式传感器讨论：要提高传感器灵敏度K应减小初始极距d0，但初始极距受电容击穿电压限制