電容式傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告：傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告(電容式傳感器)
傳 感 器 技 術(shù) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告
院（系） 機(jī)械工程系 專業(yè) 班級(jí) 姓 名 同組同學(xué) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 2014 年 月 日，第 周，星期 第 節(jié) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 單片機(jī)與傳感器實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)
實(shí)驗(yàn)五 電容式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>1. 了解電容式傳感器結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)；
2. 掌握差動(dòng)變面積式電容傳感器的位移實(shí)驗(yàn)技術(shù)。 二、實(shí)驗(yàn)儀器
電容傳感器、電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉y(cè)微頭、數(shù)顯直流電壓表、直流穩(wěn)壓電源、絕緣護(hù)套
三、實(shí)驗(yàn)原理
電容式傳感器是指能將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器，它實(shí)質(zhì)上是具有一個(gè)可變參數(shù)的電容器。利用平板電容器原理： d
S
d
S
C r =
=
εεε0
式中，S 為極板面積，d 為極板間距離，ε0真空介電常數(shù)，εr 介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)，由此可以看出當(dāng)被測(cè)物理量使S 、d 或εr 發(fā)生變化時(shí)，電容量C 隨之發(fā)生改變，如果保持其中兩個(gè)參數(shù)不變而僅改變另一參數(shù)，就可以將該參數(shù)的變化單值地轉(zhuǎn)換為電容量的變化。所以電容傳感器可以分為三種類型：改變極間距離的變間隙式，改變極板面積的變面積式和改變介質(zhì)電常數(shù)的變介電常數(shù)式。這里采用變面積式，如圖1兩只平板電容器共享一個(gè)下極板，當(dāng)下極板隨被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)，兩只電容器上下極板的有效面積一只增大，一只減小，將三個(gè)極板用導(dǎo)線引出，形成差動(dòng)電容輸出。
圖1 差動(dòng)式電容傳感器原理圖
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
1．按圖2將電容傳感器安裝在傳感器固定架上，將傳感器引線插入電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K插座中。
2．將實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系腞w 調(diào)節(jié)到中間位置(方法：逆時(shí)針轉(zhuǎn)到底再順時(shí)轉(zhuǎn)5圈)，Rw 確定
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電容傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告
傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 院機(jī)械工程系專業(yè)班級(jí)姓名同組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)間XX年月日，第周，星期第節(jié)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)單片機(jī)與傳感器實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào) 實(shí)驗(yàn)五電容式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.了解電容式傳感器結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)； 2.掌握差動(dòng)變面積式電容傳感器的位移實(shí)驗(yàn)技術(shù)。二、實(shí)驗(yàn)儀器 電容傳感器、電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉y(cè)微頭、數(shù)顯直流電壓表、直流穩(wěn)壓電源、絕緣護(hù)套 三、實(shí)驗(yàn)原理 電容式傳感器是指能將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器，它實(shí)質(zhì)上是具有一個(gè)可變參數(shù)的電容器。利用平板電容器原理：C? ?S d ? ?0r?S d 式中，S為極板面積，d為極板間距離，ε0真空介電常數(shù)，εr介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)，由此可以看出當(dāng)被測(cè)物理量使S、d或εr發(fā)生變化時(shí)，電容量C隨之發(fā)生改變，如果保持其中兩個(gè)參數(shù)不變而僅改變另一參數(shù)，就可以將該參數(shù)的變化單值地轉(zhuǎn)換為電容量的變化。所以電容傳感器可以分為三種類型：改變極間距離的變間隙式，改變極板面積的變面積式和改變介質(zhì)電常數(shù)的變介電常數(shù)式。這里采用變面積式，如圖1兩只平板電容器共享一個(gè)下極板，當(dāng)下極板隨被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)，兩只電容器上下極板的有效面積一只增大，一只減小，將三個(gè)極板用導(dǎo)線引出，形成差動(dòng)電容輸出。 圖1差動(dòng)式電容傳感器原理圖 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 1．按圖2將電容傳感器安裝在傳感器固定架上，將傳感器引線插入電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K插座中。 2．將實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系腞w調(diào)節(jié)到中間位置(方法：逆時(shí)針轉(zhuǎn)到底再順時(shí)轉(zhuǎn)5圈)，Rw 確定 后不要改動(dòng)。按照?qǐng)D3所示，將電容傳感器模塊的輸出UO接到數(shù)顯直流電壓表，將實(shí)驗(yàn)臺(tái)的±15V電源接到傳感器模塊上。 3．檢查接線無(wú)誤后，開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，用電壓表2V檔測(cè)量“電容傳感器模塊”的輸出，旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭改變電容傳感器的動(dòng)極板位置使電壓表顯示０ｖ，記錄此時(shí)的測(cè)微頭讀數(shù)和電壓表顯示值為實(shí)驗(yàn)起點(diǎn)值。 圖2電容傳感器安裝示意圖圖3電容傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖 4．旋動(dòng)測(cè)微頭，推進(jìn)電容傳感器的共享極板，每隔記錄位移量X與輸出電壓值V的變化，填入下表，關(guān)閉電源。 五、注意事項(xiàng) 1.傳感器要輕拿輕放，絕不可掉到地上。 2.做實(shí)驗(yàn)時(shí)，不要接觸傳感器，否則將會(huì)使線性變差。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 根據(jù)表1計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S＝ΔV/ΔX。 七、思考題 電容傳感器可以分為哪幾種類型？本實(shí)驗(yàn)采用的是那種類型？答： 傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告 自動(dòng)化1204班蔡華軒UXX吳昊UXX 實(shí)驗(yàn)七： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娙菔絺鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。 二、基本原理：利用平板電容C=εA/d和其它結(jié)構(gòu)的關(guān)系式通過(guò)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路可以選擇ε、A、d中三個(gè)參數(shù)中，保持二個(gè)參數(shù)不變，而只改變其中一個(gè)參數(shù)，則可以有測(cè)谷物干燥度(ε變)測(cè)微小位移(變d)和測(cè)量液位(變A)等多種電容傳感器。 三、需用器件與單元：電容傳感器、電容傳感器(轉(zhuǎn)載于:寫(xiě)論文網(wǎng):電容傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告)實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉y(cè)微頭、相敏檢波、濾波模板、數(shù)顯單元、直流穩(wěn)壓源。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 1、按圖6-4安裝示意圖將電容傳感器裝于電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳稀? 2、將電容傳感器連線插入電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０澹瑢?shí)驗(yàn)線路見(jiàn)圖7-1。圖7-1電容傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖 3、將電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓妮敵龆薞01與數(shù)顯表單元Vi相接(插入主控箱Vi孔)，Rw調(diào)節(jié)到中間位置。 4、接入±15V電源，旋動(dòng)測(cè)微頭推進(jìn)電容傳感器動(dòng)極板位置，每間隔 圖 五、思考題： 試設(shè)計(jì)利用ε的變化測(cè)谷物濕度的傳感器原理及結(jié)構(gòu)，并敘述一下在此設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些因素？ 答：原理：通過(guò)濕度對(duì)介電常數(shù)的影響從而影響電容的大小通過(guò)電壓表現(xiàn)出來(lái)，建立起電壓變化與濕度的關(guān)系從而起到濕度傳感器的作用；結(jié)構(gòu)：與電容傳感器的結(jié)構(gòu)答大體相同不同之處在于電容面板的面積應(yīng)適當(dāng)增大使測(cè)量靈敏度更好；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素還應(yīng)包括測(cè)量誤差，溫度對(duì)測(cè)量的影響等 六：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 由excle處理后得圖線可知：系統(tǒng)靈敏度S=非線性誤差δf=/353=% 實(shí)驗(yàn)八直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟砼c應(yīng)用。 二、基本原理：霍爾式傳感器是一種磁敏傳感器，基于霍爾效應(yīng)原理工作。 它將被測(cè)量的磁場(chǎng)變化轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)輸出。 根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢(shì)UH=KHIB，當(dāng)霍爾元件處在梯度磁場(chǎng)中 運(yùn)動(dòng)時(shí)，它就可以進(jìn)行位移測(cè)量。圖8-1霍爾效應(yīng)原理 三、需用器件與單元：霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉⒒魻杺鞲衅鳌⒅绷髟础?V、± 15Ｖ、測(cè)微頭、數(shù)顯單元。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 1、將霍爾傳感器按圖8-2安裝。霍爾傳感器與實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓?img src="http://www.cgq.bz/cgq/c7.jpg" alt="電容式傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告：傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告(電容式傳感器) 第1張" title="電容式傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告：傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告(電容式傳感器) 第1張-傳感器知識(shí)網(wǎng)"/>
電容式傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告：電容式傳感器特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告.docx
電容式傳感器特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告
成績(jī)： 吉林大學(xué) 儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院《傳感器實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)》 本科實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：應(yīng)變片單臂特性實(shí)驗(yàn) 學(xué)生姓名：楊娜 學(xué)號(hào)： E-mail：@ 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：地質(zhì)宮 XX年月日 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解電阻應(yīng)變片的工作原理與應(yīng)用并掌握應(yīng)變片測(cè)量電路 二、實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備 機(jī)頭中的應(yīng)變梁的應(yīng)變片、測(cè)微頭；顯示面板中的F/V表、±2V~±10V步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源；調(diào)理電路面板中傳感器輸出單元中的箔式應(yīng)變片、調(diào)理電路單元中的電橋、差動(dòng)放大器、4?位數(shù)顯萬(wàn)用表。 三、實(shí)驗(yàn)原理 電阻應(yīng)變式傳感器是在彈性元件上通過(guò)特定工藝粘貼電阻應(yīng)變片來(lái)組成。一種利用電阻材料的應(yīng)變效應(yīng)將工程結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部變形轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。此類傳感器主要是通過(guò)一定的機(jī)械裝置將被測(cè)量轉(zhuǎn)化成彈性元件的變形，然后由電阻應(yīng)變片將彈性元件的變形轉(zhuǎn)換成電阻的變化，再通過(guò)測(cè)量電路將電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化信號(hào)輸出。為了將電阻應(yīng)變式傳感器的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)，在應(yīng)用中一般采用電橋電路作為其測(cè)量電路。電橋電路按其工作方式分有單臂、雙臂和全橋三種，單臂工作輸出信號(hào)最小、線性、穩(wěn)定性較差；雙臂輸出是單臂的兩倍，性能比單臂有所改善；全橋工作時(shí)的輸出是單臂時(shí)的四倍，性能最好。單臂特性實(shí)驗(yàn)基本電路如圖1—2所示。 Uo＝U①－U③ ＝〔(R1＋△R1)／(R1＋△R1＋R5)－R7／(R7＋R6)〕E ＝｛〔－R7〕／〔〕｝E設(shè)R1＝R5＝R6＝R7，且△R1／R1＝ΔR／R＜＜1，ΔR／R＝Kε，K為靈敏度系數(shù)。則Uo≈(1／4)(△R1／R1)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)KεE 箔式應(yīng)變片單臂電橋?qū)嶒?yàn)原理圖如下： 圖中R5、R6、R7為350Ω固定電阻，R1為應(yīng)變片；RW1和R8組成電橋調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)，E為供橋電源±4V。橋路輸出電壓Uo≈(1／4)(△R4／R4)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)KεE。差動(dòng)放大器輸出為Vo。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.差動(dòng)放大器調(diào)零：按圖1—8示意接線，將主機(jī)箱上的電壓表量程切換開(kāi)關(guān)切換到2V檔，檢查接線無(wú)誤后合上主、副電源開(kāi)關(guān)；將差動(dòng)放大器的增益電位器按順時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)到底，再逆向回旋一點(diǎn)點(diǎn)，調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零電位器RW4，使電壓表顯示為零，差動(dòng)放大器的零點(diǎn)調(diào)節(jié)完成，關(guān)閉主電源。 應(yīng)變片單臂電橋特性實(shí)驗(yàn) 將±2V~±10V步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源切換到4V檔，將主板上傳感器輸出單元中的箔式應(yīng)變片與電橋單元中R1、R2、R3組成電橋電路。電橋的一對(duì)角接±4V直流電源，另一對(duì)角作為電橋的輸出接差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入端。將W1電位器、r電阻直流調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)接入電橋中。如圖1—9示意圖接線。 圖1—9應(yīng)變片單臂電橋特性實(shí)驗(yàn)接線示意圖 檢查無(wú)誤后合上主電源開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)頭上應(yīng)變梁自由端的測(cè)微頭離開(kāi)自由端時(shí)調(diào)節(jié)電橋的直流調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)W1電位器，使電壓表顯示為0或接近0。 在測(cè)微頭吸合梁的自由端前調(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒，使測(cè)微頭的讀數(shù)為10mm左右；再松開(kāi)測(cè)微頭支架軸套的緊固螺釘，調(diào)節(jié)測(cè)微頭支架高度，使梁吸合后進(jìn)一步調(diào)節(jié)支架高度，同時(shí)觀察電壓表顯示絕對(duì)值盡量為最小時(shí)擰緊緊固螺釘以固定支架高度。仔細(xì)微調(diào)測(cè)微頭的微分筒，使電壓表顯示值為0，這時(shí)的測(cè)微頭刻度線位置作為梁位移的相對(duì)0位位移點(diǎn)。首先確定某個(gè)方向位移，以后每調(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒一周產(chǎn)生位移，根據(jù)表1位移數(shù)據(jù)依次增加并讀取相應(yīng)的電壓值填入表1中；然后反方向調(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒使電壓表顯示0V，再根據(jù)表1位移數(shù)據(jù)依次反方向增加并讀取相應(yīng)的電壓值填入表1-1中。 注：調(diào)節(jié)測(cè)微頭要仔細(xì)，微分筒每轉(zhuǎn)一周△X=，如果調(diào)節(jié)過(guò)量再回調(diào)，則產(chǎn)生回程差。表1—1 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 根據(jù)表1-1數(shù)據(jù)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)曲線，并計(jì)算靈敏度S=△V/△X和非線性誤差δ， ?m/yFS?100%式中?m為輸出值與擬合直線的最大偏差。yFS為滿量程輸出平均 值，此處為相對(duì)總位移量。 由圖可以得出，靈敏度S=/mm 非線性誤差δ=-/×100%=%分析：應(yīng)變片的單臂特性是近似線性的。 六、實(shí)驗(yàn)新得 調(diào)節(jié)測(cè)微頭時(shí)要仔細(xì)，不可調(diào)節(jié)過(guò)量再回調(diào)，否則產(chǎn)生回程差。 實(shí)驗(yàn)一：常用傳感器 靜態(tài)性能測(cè)試 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娙菔絺鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)如圖所示： 二、基本原理：利用電容C＝εA／d和其它結(jié)構(gòu)的關(guān)系式通過(guò)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路可以選擇ε、A、d中三個(gè)參數(shù)中，保持二個(gè)參數(shù)不變，而只改變其中一個(gè)參數(shù)，則可以有測(cè)谷物干燥度、測(cè)位移和測(cè)量液位等多種電容傳感器。本實(shí)驗(yàn)采用的傳感器為圓筒式變面積差動(dòng)結(jié)構(gòu)的電容式位移傳感器，如下圖所示：它是有二個(gè)圓筒和一個(gè)圓柱組成的。
電容式傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告：電容式傳感器的動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告.docx
電容式傳感器的動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告
北京XXX大學(xué) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 課程名稱：實(shí)驗(yàn)二差動(dòng)變面積式電容傳 感器的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性 學(xué)院：自動(dòng)化專業(yè)：班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：成績(jī)： XX年12月10日 一、任務(wù)與目的 了解差動(dòng)變面積式電容傳感器的原理及其特性。 二、實(shí)驗(yàn)儀器 所需單元及部件：電容傳感器、電壓放大器、低通濾波器、Ｆ／V表 有關(guān)旋鈕的初始位置：電壓放大器增益旋鈕置于中間，Ｆ／V表置于Ｖ表２Ｖ檔，測(cè)微頭調(diào)整為10mm，使電容器動(dòng)片處在電容極板的中間位置。測(cè)微頭主尺;副尺(),副尺轉(zhuǎn)動(dòng)一圈是,副尺上一共有50個(gè)格，每格表示。 三、原理 電容式傳感器有多種形式，本儀器中差動(dòng)變面積式。傳感器由兩組定片和一組動(dòng)片組成。當(dāng)安裝于震動(dòng)臺(tái)上的動(dòng)片上、下改變位置，與兩組靜片之間的重疊面積發(fā)生變化，極間電容也發(fā)生相應(yīng)變化，成為差動(dòng)電容。如將上層定片與動(dòng)片形成的電容定為Cx1，下層定片與動(dòng)片形成的電容為Cx2，當(dāng)將Cx1和Cx2接入橋路作為相鄰兩臂時(shí)，橋路的輸出電壓與電容量的變化有關(guān)，即與振動(dòng)臺(tái)的位移有關(guān)。 四、內(nèi)容與步驟 按圖2接線。 信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程：電容－>電壓－>電壓放大－>直流電壓－>數(shù)字顯示 圖2 F／V表打到20V，調(diào)節(jié)電容變換器增益，使輸出為零。 轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭,每次，記下此 時(shí)測(cè)微頭的讀數(shù)及電壓表的讀數(shù)，直至電容動(dòng)片與上靜片復(fù)蓋面積最大為止。 計(jì)算系統(tǒng)靈敏度Ｓ。Ｓ＝ΔＶ／ΔＸ，并作出Ｖ－Ｘ關(guān)系曲線。 五、數(shù)據(jù)處理 轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭,每次，記下測(cè)微頭的讀數(shù)及電壓表的讀數(shù)： 計(jì)算系統(tǒng)靈敏度Ｓ。Ｓ＝ΔＶ／ΔＸ，并作出Ｖ－Ｘ關(guān)系曲線。 圖標(biāo)如下，發(fā)現(xiàn)整條線性度都比較好，故選擇所有數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行計(jì)算 計(jì)算系統(tǒng)靈敏度Ｓ=V/mm 六、結(jié)論 實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)差動(dòng)電容的動(dòng)片位置上下移動(dòng)時(shí)，與兩組靜片之間的重疊面積發(fā)生改變，從而引起極間電容發(fā)生改變使電路輸出變化，實(shí)現(xiàn)傳感功能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深了對(duì)差動(dòng)變面積式電容傳感器的工作原理的理解，并且通過(guò)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，計(jì)算得到系統(tǒng)靈敏度為Ｓ=V/mm 廣東技術(shù)師范學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué)院：自動(dòng)化專業(yè)：自動(dòng)化姓名：實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)日期：班級(jí)：08自動(dòng)化組 別： 成 績(jī)： 組員：指導(dǎo)教師簽名： 實(shí)驗(yàn)九項(xiàng)目名稱：電容式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解電容式傳感器結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。 二、基本原理 利用平板電容C＝?s/d和其它結(jié)構(gòu)的關(guān)系式通過(guò)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路可以選擇?、S、d中三個(gè)參數(shù)中，保持兩個(gè)參數(shù)不變，而只改變其中一個(gè)參數(shù)，則可以有測(cè)谷物干燥度測(cè)微小位移和測(cè)量液位等多種電容傳感器。變面積型電容傳感器中，平板結(jié)構(gòu)對(duì)極距特別敏感，測(cè)量精度受到影響，而圓柱形結(jié)構(gòu)受極板徑向變化的影響很小，且理論上具有很好的線性關(guān)系，成為實(shí)際中最 常用的結(jié)構(gòu)，其中線位移單組式的電容量C在忽略邊緣效應(yīng)時(shí)為：C?2l r 式中l(wèi)——外圓筒與內(nèi)圓柱覆蓋部分的長(zhǎng)度；r2、r1——外圓筒內(nèi)半徑和內(nèi)圓柱外半徑。 當(dāng)兩圓筒相對(duì)移動(dòng)?l時(shí)，電容變化量?C為： ln21?C? 2?ll?2?l2l?l ?C0r2r2r2 lln1ln1ln1于是，可得其靜態(tài)靈敏度為： ?C?2?ll?2?ll4 kg/?lr2r2r2 ?llnlnln111 可見(jiàn)靈敏度與r21，有關(guān)，r2與r1越接近，靈敏度越高，雖然內(nèi)外極筒原始覆蓋長(zhǎng)度l與靈敏度無(wú)關(guān)，但l不可太小，否則邊緣效應(yīng)將影響到傳感器的線性。 本實(shí)驗(yàn)為變面積式電容傳感器，采用差動(dòng)式圓柱形結(jié)構(gòu)，因此可以很好的消除極距變化對(duì)測(cè)量精度的影響，并且可以減小非線性誤差和增加傳感器的靈敏度。 三、需用器件與單元 電容傳感器、傳感器實(shí)驗(yàn)箱、傳感器調(diào)理電路掛件、測(cè)微頭、直流穩(wěn)壓源。智能直流電壓表 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1．將電容式傳感器裝于傳感器實(shí)驗(yàn)箱的黑色支架上，將傳感器引線插頭插入傳感器調(diào)理電路中電容式傳感器實(shí)驗(yàn)單元的插孔中。 2．Rw調(diào)節(jié)到大概中間位置，將“電容傳感器實(shí)驗(yàn)”單元的輸出端Uo接入直流電壓表。 3．把?15V直流穩(wěn)壓電源接入“傳感器調(diào)理電路”實(shí)驗(yàn)掛箱，檢查無(wú)誤后，開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上的直流穩(wěn)壓電源開(kāi)關(guān)； 4．旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，改變電容傳感器動(dòng)極板的位置，每隔記下位移X與輸出電壓值，填入表10-1。 表10-1電容傳感器位移與輸出電壓值 5．根據(jù)表10-1數(shù)據(jù)計(jì)算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差?f。答：靈敏度S=22/=110非線性誤差?f=9/240*100%=% 五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1．傳感器要輕拿輕放，絕
