传感器与检测技术第7章电容式传感器.ppt

传感器与测试技术机电学院第7章电容式传感器第二篇常用传感器的原理及应用 工作原理及特性工作原理:将被测量转化为电容量变化。+++? A ?两平行极板组成的电容器, 其电容量为: ???A rC 0?δ、A或ε发生变化时,都会引起电容的变化。传感器与测试技术机电学院第7章电容式传感器 1、极距δ变化型+++ +++ ????? C Ad dC S r????? 2 0灵敏度: ???A rC 0?传感器与测试技术机电学院第7章电容式传感器?灵敏度 s与极距的平方成反比,极距越小,灵敏度越高,但极距减小受电容极板间击穿电压的限制。一般? 0= ~1mm 左右。?电容量 C与极距δ呈非线性关系,为了减小非线性误差,通常极距变化范围??/? 0? ~ 。?此类电容传感器仅适于微小位移的测量( ?m~数百微米);非接触测量工作特性: 传感器与测试技术机电学院第7章电容式传感器传感器与测试技术机电学院第7章电容式传感器实际应用中,为了提高传感器的灵敏度、增大线性工作范围和克服外界条件(如电源电压、环境温度等)的变化对测量精度的影响,常常采用差动型电容式传感器。? 2 ??? 1 ??传感器与测试技术机电学院第7章电容式传感器 2、面积变化型:常用的有角位移型和线位移型两种。 constant ??????b dx dC S r0 constant ???????2 20rd dC S r 传感器与测试技术机电学院第7章电容式传感器由于平板型传感器的可动极板稍有极距方向移动会影响测量精度,因此,一般情况下, 变面积型电容式传感器常做成圆柱形。传感器与测试技术机电学院第7章电容式传感器当覆盖长度 x变化时,电容量变化,其灵敏度为 constant ???)/ ln( 2 0dD dx dC S r???圆筒形电容器的电容为: )/ ln( 2 0dD xC r????面积变化型电容传感器的优点是输出与输入成线性关系,但与极板变化型相比,灵敏度较低, 适用于较大角位移及直线位移的测量。传感器与测试技术机电学院第7章电容式传感器? C AC B ? 1? 2xl ? 2 图中,厚度为? 2的介质(? 2为其介电常数)在电容器中左右运动,由于电容器中介质的介电常数改变,电容量改变。设电容器极板宽度为 b,介质? 2的宽度大于等于 b。 1 0?? blC?当极板间无介质? 2时, 3、介电常数变化型