页数：50页文件大小：545.4 KB来源： 检测技术与自动化仪表ppt课件
本课件可查阅变极距型电容传感器的基础说明、电容测量电路的实现方式与电容式传感器应用的典型应用，收录原理示意、结构框图与对比数据，配合逐页图示与完整文字版，便于按知识点检索复习。
检测技术与自动化仪表第八章电容传感器
第8章电容式传感器
第8章电容式传感器
第8章电容式传感器
结论物体间的电容量与其结构参数密切相关。
电容式测量利用被测量的变化去改变电容的结构参数，从而改变物体间的电容量，通过测量电容来实现对被测量的检测。
电容式传感器利用电容式测量原理实现的传感器称为电容式传感器
8.1电容式传感器的工作原理与类型路
类型上式中，哪几个参量是变量？
可以做成哪几种类型的电容传感器？
变面积式电容传感器变间隙式电容传感器变介电常数式电容传感器类型
相对变化：灵敏度：类型
相对变化：灵敏度：类型
相对变化：灵敏度：类型
类型
变面积式电容传感器的输出特性是线性的，灵敏度是常数。
这一类传感器多用于检测直线位移、角位移、尺寸等参量。
类型
类型
非线性误差：灵敏度：类型
变间隙式差动电容传感器初始位置时动极板上移时类型
类型
提高一倍减小略去高次项：电容量的相对变化为：非线性误差为：灵敏度：类型
类型
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叶轮式流速计、流量计类型
类型
类型
类型
类型
类型
类型
思考题:下图的电容测厚仪属于什么类型？
类型
8.2电容式传感器的等效电路C为传感器的电容RP为并联损耗电阻RS为串联损耗电L为电CP为寄生电容电容式传感器都被当作纯电容来看待，这在大多数情况下是允许的。
但是在高温、高湿和高频激励条件下，则需考虑附加损耗及电感效应等的影响，这时的等效电路可由图8-5所示电路来表示
8.2电容式传感器的等效电路并联损耗电阻RP代表极板间的泄漏电阻和极扳间的介质损耗，这些损耗通常在低频时的影响较大，随着频率的增高，容抗逐步减小，其影响也相应减弱直至可以忽略不计
串联损耗电阻RS代表引线电阻，电容器支架和极板的电阻。
在几兆赫频率下工作时，这个值通常是很小的，它随着频率增高而增大。
因此，只有在很高的工作频率时，才要加以考虑
电感L是由电容器本身的电感和外部引线的电感所组成。
电容器本身的电感与电容器的结构形式有关，引线电感则与引线长度有关，引线越短，电感越小。
如果用电缆与电容式传感器相连接，则L中应包括电缆的电感
寄生电容CP主要指电缆寄生电容，它与传感器电容C相并联。
电容式传感器由于受结构与尺寸的限制，一般电容量都很小，几个皮法到几十皮法，属于小功率、高阻抗器件，极易受外界干扰，尤其是电缆寄生电容。
寄生电容比电容传感器的电容大几倍至几十倍，且具有随机性，又与传感器电容相并联，严重影响传感器的输出特性，甚至会淹没传感器的有用信号，使传感器无法使用。
因此消灭寄生电容的影响，是电容式传感器实用化的关键
设电容传感器的等效电容为Ceq，在忽略RP，RS的情况下（未接电缆，先不考虑寄生电容）电容式传感器等效电容的实际相对变化量与电源频率ω、固有电感L（包括引线电感）有关。
因此，在实际应用中，每当改变激励电源频率或更换传输电缆时，都必须对测量系统重新标定
图8-6交流电桥转换电路路
以图8-3所示的变间隙式差动电容传感器为例进行说明。
当动片位于两定片之间的中间位置时，电桥平衡，开路输出电压为0。
当动片上移x时，有当动片下移x时，同理可得路
8.4电容式传感器的应用电容式传感器应用广泛，可以直接测量的非电量有:直线位移、角位移和介质的几何尺寸等。
直线位移与角位移可以是静态的也可以是动态的，例如可以测量直线振动和角振功。
用来测量金属表面状况、距离尺寸、振幅时，一般采用单极变间隙式电容传感器，将被测物作为传感器的一个极板。
在测量压力时，必须先将被测参数转换成电容的参数变化，如可用弹性元件先将压力转换成电容间距的变化。
变介电常数式电容传感器常用于液位测量和温度湿度测量
硅微加工加速度传感器
硅微加工加速度传感器
硅微加工加速度传感器
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