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

1、北京XXX大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程（項(xiàng)目）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)：2013年12月10日、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。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(xiàn)/V表置于V表2V檔，測(cè)微頭調(diào)整為10mm（高度可根據(jù)實(shí)際情況略作改動(dòng)），使電容器動(dòng)片處在電容極板的中間位置。測(cè)微頭主 尺（1mm ；副尺（0.01mm）,副尺轉(zhuǎn)動(dòng)一圈是 0.5mm,副尺上一共有 50個(gè)格，每格表示 0.01mm。三、原理（條件）電容式傳感器有多種形式，本

2、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Cxi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(1按圖2接線。信號(hào)轉(zhuǎn)換過程：電容 電壓 電壓放大 直流電壓 數(shù)字顯示電據(jù)密換蹤® v* O電容變換霽圖2（2） F/V表打到20V,調(diào)節(jié)電容變換器 （電容放大器）增益，使輸出為零。（3） 轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭，每次0.1mm,（可根據(jù)實(shí)際情況

3、決定每次轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭的位移數(shù)）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（或下）靜片復(fù)蓋面積最大 為止。（4） 計(jì)算系統(tǒng)靈敏度SoS=A V/ A X（式中為電壓變化， X為相應(yīng)的梁端位移變化），并作出V-X關(guān)系曲線。（畫出線性特性較好的區(qū)域，并計(jì)算這段區(qū)域的靈敏度值）五、數(shù)據(jù)處理（現(xiàn)象分析）（1）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭，每次0.1mm,記下測(cè)微頭的讀數(shù)及電壓表的讀數(shù):X(mm)12.0012.501313.501414.501515.501616.50V(mv)0-0.01-0.02-0.03-0.04-0.05-0.06-0.08-0.09-0.10退回測(cè)微頭至初始位置。并開始以相反方向旋動(dòng)。

4、同上法，記下X(mm)及V(mv)值。X(mm)11.51110.5109.598.587.57V(mv)0.020.040.060.070.090.110.120.140.150.16(2 )計(jì)算系統(tǒng)靈敏度SoS= AV/ AX(式中V為電壓變化，X為相應(yīng)的梁端位 移變化)，并作出V-X關(guān)系曲線。(畫出線性特性較好的區(qū)域，并計(jì)算這段區(qū)域的靈敏度值)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C7A二AVERAGE(Ca:K6)AABcDEFGHIJK1X(nna)1212,51313.514L4.oId15, 51616,52V (mv)0-0. 01-0.02-0.03-0

5、.04-0.03-0.06-0. 03-0. 03-0.133Utnm)11.51110.5109. 59艮537. 574V(mv)0.020.040. 060. 070. 090. 110. 12Q. 14tk 150. 165往上旋轉(zhuǎn)時(shí)W*-0.02-0. 02-0. 02-0” 02-0” 02-0. 02-0. 04-Q.02-0.026住下腫轉(zhuǎn)時(shí)AV/X-0. 04-0.04-0. 02-0.04-0. 04-0.027 04-0.02-0.02了靈敏摩煮-0. 027 £計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S =0.027 V/mm六、結(jié)論VM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