差動脈寬調(diào)制電路及電容傳感器應(yīng)用.ppt

差動脈寬調(diào)制電路及電容傳感器的應(yīng)用,主講人：張顯陽 組員：韋玉婷 尹良知 趙生,差動脈寬調(diào)制電路,工作原理：傳感器的電容器充放電時，電容量的變化使電路輸出的脈沖寬度隨之變化，經(jīng)低通濾波器得到與被測量變化相應(yīng)的直流信號。 圖中C1、C2為差動式傳感器的兩個 電容（起始值相等），A1、A2是兩 個比較器，參考電壓為Ur。,接通電源，A為高電平，B為低電平。由A端經(jīng)R1對C1充電至Uf=Ur ，比較器A1輸出脈沖使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)；A變低，B變高。C1經(jīng)VD1放點至零，B端經(jīng)R2對C2充電至Ug=Ur，A2輸出脈沖再次翻轉(zhuǎn)，A變高，B變低，周而復(fù)始。A與B點電位高低的變化受C1，C2調(diào)制。,當C1=C2時,A與B兩點輸出的矩形脈沖寬度相等， 輸出電壓Uab平均值為零， 右圖為各點電壓波形。,當C1C2時,A點輸出的脈沖寬度大于B點， 輸出電壓Uab的平均值不為零， 右圖為各點電壓波形。,Uab經(jīng)低通濾波器得到直流電壓U0，表示為 其中，UA，UB為A，B點的直流分量（平均值），T1與T2為C1與C2的充電時間 設(shè)R1=R2=R，則有 輸出電壓與電容變化量代數(shù)和成正比。此電路要求直流電壓穩(wěn)定性要高，輸出電壓信號一般為0.11MHz，在配一個低通濾波器就可以得到直流信號。,電容傳感器的應(yīng)用,電容式傳感器不但應(yīng)用于位移、振動、角度、加速度、荷重等機械量的測量，也廣泛應(yīng)用于壓力、差壓力、液壓、料份、成分含量等熱 工參數(shù)測量。 1.電容壓力式傳感器 2.電容式加速度傳感器 3.電容式荷重傳感器 4.振動、位移測量儀 5.電容測厚傳感器 6.電容式液位傳感器,電容壓力式傳感器,原理：,利用彈性膜片在壓力下變形所產(chǎn)生的位移來改變傳感器的電容。 當兩個腔的壓差增加時，膜片彎向低壓的一邊，微小的位移改變了玻璃片之間的電容，所以分辨率很高。采用LC振蕩線路或雙T電橋，可以測量壓力為00.75Pa的小壓力。,電容式加速度傳感器,它有兩個固定極板（與殼體絕緣）, 中間有一用彈簧片支撐的質(zhì)量塊，此質(zhì)量塊的兩個端面經(jīng)過磨平拋光后作為可動極板（與殼體電連接）。當傳感器殼體隨被測對象在垂直方向上作直線加速運動時，兩電容的間隙發(fā)生變化，一個增加，一個減小，從而使C1、C2產(chǎn)生大小相等，符號相反的增量，此增量正比于被測加速度。,加速度傳感器在汽車中的應(yīng)用,裝有傳感器的假人,氣囊,電容式荷重傳感器,振動、位移測量儀,1. 平面測端（電極） 2. 絕緣襯塞 3. 殼體 4. 彈簧卡圈 5. 電極座 6. 盤形彈簧 7. 螺母,電容式振動位移傳感器結(jié)構(gòu)示意圖,電容測厚傳感器,金屬帶材在軋制過程中不斷向前送進，如果帶材帶厚發(fā)生變化，將引起它上、下兩個極板間距變化。總電容量C作為交流電橋的一個臂，電容的變化C引起電橋不平衡輸出，經(jīng)過放大，檢波，濾波，最后在儀表上顯示出帶材的厚度。,電容式液位傳感器,測定電極安裝在罐的頂部，這樣在罐壁和測定電極之間就形成了一個電容器。,當罐內(nèi)放入被測物料時, 由于被測物料介電常數(shù)的影響，傳感器的電容量將發(fā)生變化，電容量變化的大小與被測物料在罐內(nèi)高度有關(guān)，且成比例變化。檢測出這種電容量的變化就可測定物料在罐內(nèi)的高度。,電容式傳聲器（Microphone）,電容傳聲器核心是平板電容器，振動膜片是一片表面經(jīng)過金屬化處理的輕質(zhì)彈性薄膜，當膜片隨著聲波的壓力的大小產(chǎn)生振動時，膜片與后極板之間的相對距離發(fā)生變化，膜片與極板所構(gòu)成電容器的量就發(fā)生變化。極板上的電荷隨之變化，電路中的電流也相應(yīng)變化，負載電阻上也就有相應(yīng)的電壓輸出，從而完成了聲音信號與電信號的轉(zhuǎn)換。,圓柱型電容傳感器,圓柱型，當動極板有一線位移時，兩極板間覆蓋面積就發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電容量的變化,雙聯(lián)電容器變面積的電容傳感器,當順時針旋轉(zhuǎn)調(diào)諧旋鈕時，變面積式可變電容器的動片就隨之轉(zhuǎn)動，改變了與定片之間的覆蓋面積A，電容量C也就越來越小，諧振頻率也隨之改變。,Veridicom的指紋傳感芯片表面由300300個電容傳感器組成。 當個人把他的手指放在傳感器上時，手指充當電容器的另外一極。由于手指上指紋紋路及深淺的存在，導(dǎo)致硅表面電容陣列的各個電容電壓的不同，通過測量并記錄各點的電壓值就可以獲得具有灰度級的指紋圖象。,指紋傳感芯片：電容感應(yīng)原理,電容式接近開關(guān)在物位測量控制中的使用演示,電容