06電容式傳感器的位移特性試驗(yàn)

1、中南大 儀器與自動檢測 實(shí) 驗(yàn) 報告 冶金科學(xué)與工程 院 系 冶金 專 業(yè) 10 級試驗(yàn) 班 級 姓 名 陳曉晨 學(xué) 號 0505100102 同組者 席昭 等 實(shí)驗(yàn)日期 2013 年 4 月 08 日 指導(dǎo)教師 實(shí)驗(yàn)名稱： 電容式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解電容傳感器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 二、實(shí)驗(yàn)儀器： 電容傳感器、電容傳感器模塊、測微頭、數(shù)顯直流電壓表、直流穩(wěn)壓電源 三、實(shí)驗(yàn)原理： 電容式傳感器是指能將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器它實(shí) 質(zhì)上是具有一個可變參數(shù)的電容器。利用平板電容器原理： 式中， S為極板面積， d 為極板間距離， 真空介電常數(shù)， 介質(zhì)相對介電 常數(shù)，

2、由此 可以看出當(dāng)被測物理量使 或 發(fā)生變化時，電容量 隨之發(fā)生改變，如 果保持其中兩個參數(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 11-1 兩只平板電容器共享一個下極板，當(dāng)下極板隨被測物體移動時， 兩只電容器上下極板的有效面積一只增大，一只減小，將三個極板用導(dǎo)線引出， 形成差動電容輸出。 圖 11-1 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 1按圖 11-2 將電容傳感器安裝在電容傳感器模塊上，將傳感器引線插入實(shí)驗(yàn)?zāi)?塊插座中。 2將電容傳感器

3、模塊的輸出 U 接到數(shù)顯直流電壓表 3接入 15V 電源，合上主控臺電源開關(guān)，將電容傳感器調(diào)至中間位置，調(diào)節(jié) Rw，使得數(shù)顯直流電壓表顯示為 0(選擇 2V 檔)。(Rw 確定后不能改動) 4旋動測微頭推進(jìn)電容傳感器的共享極板(下極板) ，每隔 0.2mm 記下位移量 X 與輸出電壓值 V 的變化，填入下表 X(mm) 20 V(V) 0 X(mm) 21 V(V) 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理： 1根據(jù)表 11-1 的數(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 。 數(shù)據(jù)處理： X(mm) 20 V(V)0 X(mm)21 V(V) X-V變化曲線 0 21 21.5 22 5 2 20.5 -0.004 19 -0.002 -0.008 -0.01 -0.012 -0.014 /壓電出 -0.016 靈敏度 S=mm 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 通過本次實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們在老師的悉心指導(dǎo)下，了解了電容傳感器的結(jié)構(gòu)及特 點(diǎn)?？傮w來說，這個實(shí)驗(yàn)還是比較簡單的。主要的基本原理，在基礎(chǔ)課上都有學(xué) 過，因而理解起來相對容易。 實(shí)驗(yàn)過程主要就是認(rèn)真去對待， 這樣才能盡可能的 減小實(shí)驗(yàn)誤差。 尤其要注意的一點(diǎn)是， 在接入 15V 電源，合上主控臺電源開關(guān)， 將電容傳感器 調(diào)至中間位置，調(diào)節(jié) Rw，使得直流電壓表顯示為零時后， Rw 位置不能再改變 了