在實(shí)際使用中,通常保持其中兩個(gè)

1、第5章電容式傳感器主要內(nèi)容 5.1 電容式傳感器的工作原理電容式傳感器的工作原理5.2 變極距型電容式傳感器的非線性變極距型電容式傳感器的非線性5.3 電容式傳感器的等效電路電容式傳感器的等效電路5.4 電容式傳感器的信號調(diào)節(jié)電路電容式傳感器的信號調(diào)節(jié)電路5.5 電容式傳感器的應(yīng)用電容式傳感器的應(yīng)用 n電容式傳感器利用了將非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化來實(shí)現(xiàn)對物理量的測量。n廣泛用于位移、振動(dòng)、角度、加速度以及壓力、差壓、液面（料位）、成份含量等方面的測量。n特點(diǎn)：n結(jié)構(gòu)簡單、體積小、分辨率高；n可實(shí)現(xiàn)非接觸式測量；n動(dòng)態(tài)響應(yīng)好；n能在高溫、輻射和強(qiáng)振動(dòng)等惡劣條件下工作；n電容量小，功率小，輸

2、出阻抗高，負(fù)載能力差，易受外界干擾產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。5.1電容式傳感器的工作原理0rAACdd n在實(shí)際使用中，通常保持其中兩個(gè)參數(shù)不變，而只變其中一個(gè)參數(shù)，把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化，通過測量電路轉(zhuǎn)換為電量輸出。n電容式傳感器可分為三種：n變極板間距離的變極距型n改變極板面積的變面積型n改變介質(zhì)介電常數(shù)的變介質(zhì)型 電容式傳感器的結(jié)構(gòu)5.1.1 變面積型電容式傳感器n電容改變量與水平位移成線性關(guān)系 dbxaCCCr/)(0002()2(1)1lnlnlxlx lCCx lRRrr0CxCln電容改變量與角位移呈線性關(guān)系 0(1)AA0000001(1)rCACCCd 00CCCC5.1.2

3、 變極距型電容式傳感器000rACd 000002000111rdCdACCCCdddddd n簡化：n近似直線關(guān)系 00000(1)CddCCCdd00ddCC擊穿問題n一般極板間距在25200um范圍內(nèi)，而最大位移應(yīng)小于間距的十分之一，因此這種電容式傳感器主要用于微位移測量。 00000ggggC CACddCC 5.1.3 變介質(zhì)型電容式傳感器n電容增量與被測液位的高度成線性關(guān)系 002lnHCDd00100111202()222(1)2(1)lnlnlnlnlnHhhHhhCCCCDDDDDddddd 102(1)lnhCCCDd變極距型電容式傳感器的非線性n單位輸入位移所引起的輸出電

4、容量變化與成反比關(guān)系 00011CddCdd23000001CddddCdddd00CdCd001C CKdd0d非線性誤差n非線性誤差：2000001CddddCdddd%100%1000020dddddd差動(dòng)結(jié)構(gòu)10011CCdd20011CCdd30200011ddddddCC30200021ddddddCC 50300021222ddddddCCCC2460000021CddddCdddd002CdCd%100%1002220030dddddd002C CKdd差動(dòng)的好處n靈敏度得到一倍的改善n線性度得到改善002CdCd 001CdCd 0100%dd20100%dd5.2電容式傳感

5、器的測量電路n5.2.1 調(diào)頻電路012012()fL CCC0012012()fffL CCCC5.2.2 變壓器式交流電橋變壓器式交流電橋22101212ZZZZZ2ZZ2UUUU120122CCUUCC5.2.3 運(yùn)算放大器n對平板電容器：n輸出電壓與輸入位移間存在線性關(guān)系 00000011iCUZIIjIjwCwC 011xCxxxxxUZIIjIjwCwC 00 xII00ixCUUC 00id CUUA 5.2.4 二極管雙T型交流電橋n當(dāng)傳感器沒有輸入時(shí)，當(dāng)傳感器沒有輸入時(shí)， C1C2n一個(gè)周期內(nèi)流過負(fù)載的平均電流為0n當(dāng)傳感器有輸入時(shí)，C1！C20122(2)()()LLLR RRURE fCCRR5.2.5 脈沖寬度調(diào)制電路n變極距型：n變面積型：n差動(dòng)脈沖寬度調(diào)制電路適用于變極板距離和變面積式差動(dòng)電容傳感器，且為線性特性。12012)ABDCmCCuuuCC(00mduud 00mAuuA 5.3 電容式傳感器的應(yīng)用n5.3.1 電容式壓力傳感器LHHL