电容式传感器(电容式传感器的位移实验报告)
三种电容式传感器的特性
电容式传感器的特点
1、优点
(1)温度稳定性好。电容传感器的电容值通常与电极材料无关,这有利于选择具有低温系统的材料,并且由于它产生的热量很少,因此对稳定性的影响很小。
2、缺点
(1)高输出阻抗,较差的负载能力·电容传感器的容量受通用几何尺寸的影响限制通常只有几pF到几百pF,这使得传感器的输出阻抗非常高,尤其是在使用音频范围的交流电源时,输出阻抗高达1061082因此,传感器的负载能力非常差,并且容易受到外部干扰的影响并产生不稳定。在严重的情况下,它甚至无法工作。必须***取屏蔽措施,给设计和使用带来极大的不便。大阻抗还要求传感器绝缘部分的电阻值极高(超过几十个MQ),否则绝缘部分将用作旁路电阻并影响仪器的性能(例如降低灵敏度)。
测量范围大其相对变化率可超过100%;灵敏度高如用比率变压器电桥测量,相对变化量可达10-7数量级;动态响应快因其可动质量小,固有频率高,高频特性既适宜动态测量,也可静态测量;稳定性好由于电容器极板多为金属材料,极板间衬物多为无机材料,如空气、玻璃、陶瓷、石英等;因此可以在高温、低温强磁场、强幅射下长期工作,尤其是解决高温高压环境下的检测难题。
电容式传感器有哪几类测量电路?各有什么特点
我不给你画电路图,告诉你方法,自己设计吧。电容式传感器的转换电路,主要有:
1、电桥电路。将电容传感器接入交流电桥的一个臂或两个相邻臂,另两臂可以是电阻或电容或电感,也可以是变压器的两个次级线圈。测量时被测量变化导致传感器电容变化引起电桥失衡,电桥输出电压变化。
2、差动脉冲调宽电路。又叫差动脉宽调制电路,利用对传感器电容的充放电使电路输出脉冲的宽度随电容传感器容量变化而变化,通过低通滤波器就能得到对应被测量变化的直流信号。
3、调频电路。将传感器电容接入振荡器LC谐振回路中,作为回路的一部分,将电容容量的变化转换为电路振荡频率的变化,从而可以通过测量频率来得到被测量的变化。
4、运放式测量电路。将传感器电容接入运放中,作为运放的反馈元件,然后在运放输入端输入恒定的交流信号,于是输出信号电压受反馈电容控制。由于这种接法输出信号与传感器电容是反比关系,特别适合变极距型电容传感器。以上4种是最常用的,另外还有一些不常用的转换电路,总之利用电容式传感器电容变化的特点,设计出一个把电容变化转换为其它便于检测的物理量就可以了。
电容式传感器有几种类型
电容式传感器可分为三种基本类型:变极距(变间隙)型、变面积型型和变介电常数型称重传感器。
1.变极距型电容式传感器
变极距型电容式传感器由一个固定极扳和一个可动极板组成,其中可动极板直接是由被测金属平面。
2.变面积(s)型电容式传感器
变面积型电容式传感器中.平板形结构表现出对极距变化特别敏感,测量精度受到影响,而圆柱形结构收受到的影响很小。
3.变介电常数(e)型电容式传感器
变介电常数(c)型电容式传感器多数用于测量电介质的厚度、液位,若想改变来测量介质材料的温度、湿度,可以改变极间介质的介电常数随温度、湿度。