传感器与测试技术作业题第四章.doc

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1、第四章电容式传感器思考题：1、简述电容式传感器的工作原理。答：电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。实际上，它本身就是一个可变电容器。当被测量的变化使电容器中的极板间的距离δ，极板的遮盖面积s或极板间介质的介电常数ε任一参数发生变化时，电容量C也就随之变化，这就是电容式传感器的工作原理。2、电容式传感器的测量电路有哪些？答：电容式传感器的测量电路有：（1）电桥电路（2）运算放大器式电路（3）调频电路（4）脉冲调宽电路3、简述电容式传感器的误差分析与补偿方法。答：（1）减小环境温度，湿度等变化所产生的误差，保证

2、绝缘材料的绝缘性能。（2）消除和减小边缘效应。（3）消除和减小寄生电容的影响。（4）防止和减小外界干扰。4、简述电容式传感器的主要性能。答：电容式传感器的主要性能有静态灵敏度，非线性和动态特性。5、简述电容式传感器的应用。答：（1）电容式差压传感器；（2）电容式加速度传感器；（3）电容式液位传感器；（4）电容式荷重传感器；（5）电容式位移传感器。6、简述电容式传感器的优缺点。答：电容式传感器的优点是温度稳定性好，结构简单，适应性强，动态响应好，可实现非接触测量等。电容式传感器的缺点是输出阻抗高，负载能力。7、简述容栅式传感器的工

3、作原理。答：近年来，在变面积型电容传感器的基础上发展成一种新型传感器，称为容栅传感器，它分为长容栅和圆容栅两种。在固定容栅和可动容栅的A和B面分别印制（或刻画）一系列均匀分布并互相绝缘的金属（如铜箔）栅极。将固定容栅和可动容栅的栅极面相对放置，中间留有间隙δ，形成一对对电容，这些电容并联连接。当固定容栅、可动容栅相对位置移动时，每对电容面积发生变化，因而电容值C也随之变化，由此就可以测出线位移或角位移。作业题：1、在应用中电容式传感器有三种基本类型，即变极距型或称变间隙(δ)型、变面积(S)型和变介电常数(ε)型。而它们的电极形

4、状又有平板形、圆柱形和球平面形三种。2、容栅传感器是在变面积型电容传感器的基础上发展的一种新型传感器，它分为长容栅和圆容栅两种。3、电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。4、变极距式电容传感器的电容变化量△C与极距的变化量△δ之间不是线性关系。但当△δ＜＜δ（即量程远小于极板间初始距离）时，可以认为△C与△δ之间是线性的。这种类型的传感器一般用来测量微小变化的量。5、变介电常数型电容传感器大多用来测量电介质的厚度、位移、液位，还可根据极间介质的介电常数随温度、湿度改变而改变来测量温度、湿度等。6、为了改善变极

5、距式电容传感器的非线性，可以采用差动形式，并使输出为两电容之差。这种形式不仅可以改善非线性，灵敏度也提高了一倍。7、变面积型和变介电常数型（测厚除外）电容传感器具有很好的线性，但它们的结论都是在忽略了边缘效应下得到的。8、电容式传感器具有以下优点：①温度稳定性好；②结构简单，适应性强；③动态响应好；④可以实现非接触测量，具有平均效应。9、电容式传感器的主要缺点是：①输出阻抗高，负载能力差；②寄生电容影响大；③输出特性非线性。10、边缘效应不仅使电容传感器的灵敏度降低，而且产生非线性，因此应尽量消除和减小边缘效应。