4-5 常用传感器-电容式.pdfVIP免费

华中科技大学机械学院机械工程测试技术4.5电容式传感器1.变换原理:将被测量的变化转化为电容量变化，实质上是一个具有可变参数的电容器。两平行极板组成的电容器,它的电容量为:、A或发生变化时，都会引起电容的变化。A0CA—极板间介质的相对介电系数，在空气中为1。式中，—真空介质介电系数，=8.85×10-12F/m—极板间距离(m)；A—极板面积(m2)。第4章常用传感器华中科技大学机械学院机械工程测试技术由此可得到传感器的灵敏度(1)极距变化型0AC02AdCd20SdCdA与极距平方成反比，↓，S↑。电容式传感器如果电容器的面积和极间介质不变，极距有一个微小变化量d时，引起电容的变化量dC为华中科技大学机械学院机械工程测试技术由于灵敏度随极距平方而反比变化，会引起非线性误差。为了减少此误差，通常规定在较小的间隙变化范围内工作，以便获得近似的线性关系。一般取极距变化范围约为/0≈0.1。20SdCdA在实际应用中，为了提高传感器的灵敏度、线性度以及克服某些外界条件(如电源电压、环境温度等)的变化对测量精确度的影响，常常采用差动式。•优点:是可进行动态非接触式测量，对被测系统的影响小;灵敏度高，适用于较小位移(0.01m-数百微米)的测量。•缺点:有非线性特性、传感器的杂散电容也对灵敏度和测量精确度有影响，与传感器配合使用的电子线路也比较复杂，由于这些，其使用范围受到一定限制。电容式传感器华中科技大学机械学院机械工程测试技术应用实例电容式传感器华中科技大学机械学院机械工程测试技术驻极体电容传声器它采用聚四氟乙烯材料作为振动膜片。这种材料经特殊电处理后，表面永久地驻有极化电荷，取代了电容传声器极板，故名为驻极体电容传声器。特点是体积小、性能优越、使用方便。电容式传感器华中科技大学机械学院机械工程测试技术(2)面积变化型①角位移型0CA22Ar当动极板有一转角时，与定极板之间相互覆盖面积发生变化，导致电容量变化。覆盖面积覆盖面积对应的中心角202rC202rdCSd常数输出与输入成线性关系灵敏度电容式传感器华中科技大学机械学院机械工程测试技术②平面线位移型xxb0Cbx当动极板沿水平方向移动时，与定极板之间相互覆盖面积发生变化，导致电容量变化。电容量0xbdCSd灵敏度常数输出与输入成线性关系电容式传感器华中科技大学机械学院机械工程测试技术③柱面线...