最新電容式傳感器-習(xí)題精品課件ppt培訓(xùn)講學(xué)

1、電容式傳感器-習(xí)題2 電容式傳感器將被測非電量變換為電容變電容式傳感器將被測非電量變換為電容變化后，必須采用測量電路將其轉(zhuǎn)換為電壓、電流化后，必須采用測量電路將其轉(zhuǎn)換為電壓、電流或頻率信號?；蝾l率信號。第三節(jié)第三節(jié) 測量電路測量電路 6圖中圖中U為電橋為電橋電源電壓，電源電壓，U0為電橋輸出電為電橋輸出電壓壓RL時時：ECCCCUxxxx21210)(由上式可見，差分式電容傳感器接入變壓器式電由上式可見，差分式電容傳感器接入變壓器式電橋中，當放大器輸入阻抗極大時，對任何類型的橋中，當放大器輸入阻抗極大時，對任何類型的電容式傳感器，電容式傳感器，電橋的輸出電壓與輸入量均成線電橋的輸出電壓與輸入量

2、均成線性關(guān)系性關(guān)系。74.5.2 脈沖型電路脈沖型電路 脈沖型轉(zhuǎn)換電路的基本原理是利用電容的充放電。脈沖型轉(zhuǎn)換電路的基本原理是利用電容的充放電。兩種性能較好，較常用的電路為兩種性能較好，較常用的電路為 雙雙T型充放電網(wǎng)絡(luò)型充放電網(wǎng)絡(luò) 脈沖調(diào)寬型電路脈沖調(diào)寬型電路8圖中圖中U為電橋為電橋電源電壓，電源電壓，U0為電橋輸出電為電橋輸出電壓壓圖圖4-14為雙為雙T型充放電網(wǎng)絡(luò)原理圖。圖中型充放電網(wǎng)絡(luò)原理圖。圖中u為一對稱方波為一對稱方波的高頻電源，的高頻電源，C1和和C2為差分電容式傳感器的電容。對于為差分電容式傳感器的電容。對于單極式電容傳感器可以其中之一為固定電容，另一個為單極式電容傳感器可以其

3、中之一為固定電容，另一個為傳感器電容。傳感器電容。RL為負載電阻，為負載電阻，VD1、VD2為兩個理想二極為兩個理想二極管（導(dǎo)通管（導(dǎo)通R=0，截至，截至R=），R1、R2為固定電阻。為固定電阻。一、雙一、雙T T形充放電網(wǎng)絡(luò)形充放電網(wǎng)絡(luò)9圖4-14 雙T型充放電網(wǎng)絡(luò)1011圖4-15 雙T型充放電網(wǎng)絡(luò)等效電路12在負半周時，二極管在負半周時，二極管V VDD2 2導(dǎo)通、導(dǎo)通、V VDD1 1截止，電容截止，電容C C2 2很快被充電至電壓很快被充電至電壓U U；電源經(jīng)電阻；電源經(jīng)電阻R R2 2以以i i1 1 向負載電向負載電阻阻R RL L供電，與此同時，電容供電，與此同時，電容C C1

4、 1經(jīng)電阻經(jīng)電阻R R1 1、負載電、負載電阻阻R RL L 放電，流過放電，流過R RL L 的放電電流為的放電電流為i i2 2 。流過。流過R RL L的總的總電流電流i iL L 為為i i1 1 和和i i2 2 的代數(shù)和，的代數(shù)和，。 13因為因為VD1和和VD2的特性相同，且的特性相同，且R1R2;當當C1=C2時時,流過流過RL的電流的電流IL和和IL的平均值大小相等，方向相的平均值大小相等，方向相反，在一周內(nèi)流過反，在一周內(nèi)流過RL的平均電流為零，的平均電流為零，RL上沒有上沒有電壓輸出電壓輸出。當。當C1或或C2變化時，在變化時，在RL上產(chǎn)生的平均上產(chǎn)生的平均電流不再為零，

5、電流不再為零，因而有信號輸出因而有信號輸出。此時的輸出電壓：此時的輸出電壓：)()()2(212CCfURRRRRRULLLo14當當R1=R2=R，RL已知時：已知時：)(21CCfUKUoLLLRRRRRRK2)()2(K為常數(shù)時：為常數(shù)時：從式中可看到：靈敏度與高頻方波電源的電壓從式中可看到：靈敏度與高頻方波電源的電壓U及及頻率頻率f有關(guān)。有關(guān)。為保持工作的穩(wěn)定性，需嚴格控制高為保持工作的穩(wěn)定性，需嚴格控制高頻電源的電壓和頻率的穩(wěn)定度頻電源的電壓和頻率的穩(wěn)定度。154-6 如圖所示的一種變面積式差動電容傳感器，選用二極管雙 T 網(wǎng)絡(luò)測量電路。差動電容器參數(shù)為：a=40mm，b=20mm，

6、dl=d2=d0=1 mm；起始時動極板處于中間位置，Cl=C2=C0，介質(zhì)為空氣，=0=8.8510-12F/m。測量電路參數(shù)：D1、D2為理想二極管；及R1=R2=R=10k；Rf=1M，激勵電壓Ui=36V，變化頻率f=1 MHz。試求當動極板向右位移x=10mm時，電橋輸出端電壓Usc?16 解：解：傳感器初始電容33312000001011020210401085. 82dbadSC=3.541012（F）=3.54pF 當動極板向右移x =10 mm時，單個電容變化量為pFCCaxC77.154.3212/40102/00pFFdxbC77.1)(1077.110110110201085.812333120017則 C1 = C0+C，C2 = C0C， 由雙T二極管網(wǎng)絡(luò)知其輸出電壓Usc = 2 K Ui f C VCfURRRRRRifff55. 21077. 110361010210102101022212662646442189-3 某霍爾元件lbd=103.51mm3，沿l方向通以電流I=1.0mA，在垂直于lb面方向加有均勻磁場B=0.3T，傳感器的靈敏度系數(shù)為22V/AT，試求其輸出霍爾電勢及載流子濃度。 解解： 由 KH =