ch3電容式傳感器解讀課件

1、CH3 電容式傳感器第1頁，共47頁。ch3 電容式傳感器1 工作原理2 特性與特點3 轉(zhuǎn)換電路4 容柵式傳感器5 應(yīng)用第2頁，共47頁。 基本原理：是把被測量變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的傳感器。本質(zhì)：電容量可變的電容器。ch3 電容式傳感器Cx第3頁，共47頁。 S3.1 工作原理一、基本原理第4頁，共47頁。deSC=S極板相對覆蓋面積；介質(zhì)的介電常數(shù)；極板間距離。3.1 工作原理一、基本原理第5頁，共47頁。deSC= 變面積型 變極距型 變介電常數(shù)型3.1 工作原理二、分類第6頁，共47頁。3.1 工作原理二、分類第7頁，共47頁。3.1 工作原理二、分類第8頁，共47頁。3.1 工作原理二

2、、分類第9頁，共47頁。3.2 特性與特點一、輸出特性-變型DCD第10頁，共47頁。3.2 特性與特點一、輸出特性-變型00deSC=dedSfC=)(第11頁，共47頁。3.2 特性與特點一、輸出特性-變型12原理上，變型存在非線性問題。第12頁，共47頁。（1）靈敏度與S、 成正比；（2） 0越小，S越大，但可能擊穿，測量范圍小；（3）S可以很大，實現(xiàn)納米測量。3.2 特性與特點一、輸出特性-變型第13頁，共47頁。3.2 特性與特點一、輸出特性-變S型第14頁，共47頁。電容量3.2 特性與特點一、輸出特性-變S型第15頁，共47頁。電容量靈敏度3.2 特性與特點一、輸出特性-變S型第

3、16頁，共47頁。 輸入與輸出為線性關(guān)系； 線性范圍大； 靈敏度S是常數(shù)，但靈敏度較低； 可測角位移。特點：3.2 特性與特點一、輸出特性-變S型第17頁，共47頁。 S和具有對稱性，但計算方法不同，結(jié)論一致。3.2 特性與特點一、輸出特性-變型第18頁，共47頁。存在介質(zhì)時，C=CA+CB （并聯(lián)）（5）（6）（7）3.2 特性與特點一、輸出特性-變型第19頁，共47頁。 輸出與輸入為線性關(guān)系，靈敏度S為常數(shù)； 可測物質(zhì)的屬性及幾何量。特點：3.2 特性與特點一、輸出特性-變型第20頁，共47頁。（1）易于實現(xiàn)，適應(yīng)性強；（2）溫度穩(wěn)定性好；（3）動態(tài)響應(yīng)好；（4）可實現(xiàn)非接觸式測量；（5）

4、具有平均效應(yīng)；（6）變極距型分辨力高，可以實現(xiàn)nm級測量。3.2 特性與特點二、特點第21頁，共47頁。（1）輸出阻抗高，負(fù)載能力差；（2）易受寄生電容影響；（3）存在邊緣效應(yīng)。3.2 特性與特點二、特點第22頁，共47頁。1、等位環(huán)減小邊緣效應(yīng)3.2 特性與特點三、優(yōu)化設(shè)計第23頁，共47頁。放大電路+1:1-3.2 特性與特點三、優(yōu)化設(shè)計2、驅(qū)動電纜技術(shù)減小寄生電容的影響第24頁，共47頁。 驅(qū)動電纜技術(shù)：傳輸信號電纜線的芯線與屏蔽層通過1：1的放大器而等電位，即屏蔽層上產(chǎn)生與傳感器信號同步變化的電壓。3.2 特性與特點三、優(yōu)化設(shè)計第25頁，共47頁。問題提出：如何解決電容式位移傳感器的高

5、精度與小量程矛盾？解決方法：將電容式感器極板做成柵狀，相對移動時電容發(fā)生周期性變化。3.3 容柵式傳感器第26頁，共47頁。一、工作原理xW動?xùn)哦?.3 容柵式傳感器第27頁，共47頁。xW2WCmaxC0Cx一、工作原理3.3 容柵式傳感器第28頁，共47頁。按測量對象分： 長容柵 圓容柵二、類型與結(jié)構(gòu)3.3 容柵式傳感器第29頁，共47頁。3.3 容柵式傳感器二、類型與結(jié)構(gòu)第30頁，共47頁。按結(jié)構(gòu)形式分： 反射式 透射式 傾斜式3.3 容柵式傳感器二、類型與結(jié)構(gòu)第31頁，共47頁。反射式3.3 容柵式傳感器二、類型與結(jié)構(gòu)第32頁，共47頁。透射式3.3 容柵式傳感器二、類型與結(jié)構(gòu)第33

6、頁，共47頁。傾斜式3.3 容柵式傳感器二、類型與結(jié)構(gòu)第34頁，共47頁。3.3 容柵式傳感器二、類型與結(jié)構(gòu)第35頁，共47頁。 原理上屬于變面積型 多極平均效應(yīng)，精度高 采用等節(jié)距的柵型結(jié)構(gòu)，精度不直接與長度 有關(guān)，適于長距離測量3.3 容柵式傳感器二、類型與結(jié)構(gòu)第36頁，共47頁。1、變 A、型（1）可以測線位移、角位移；（2）可以測力，壓力；（3）可以測振動、加速度；（4）接近開關(guān)。3.4 應(yīng)用一、應(yīng)用范圍第37頁，共47頁。1、變 A、型 如電容位移傳感器、電容測微儀、麥克風(fēng)、電容式電子稱、電容壓力傳感器、電容式加速度計等。 一般變極板間距離電容式傳感器的起始電容在 20100pF之間

7、, 極板間距離在25200m的范圍內(nèi), 最大位移應(yīng)小于間距的1/10, 故在微位移測量中應(yīng)用最廣。3.4 應(yīng)用一、應(yīng)用范圍第38頁，共47頁。2、變型（1）可以測幾何量；（2）可以測物質(zhì)屬性。 如測厚度、移動距離、液面高度、含水量、非金屬涂層的厚度等。3.4 應(yīng)用一、應(yīng)用范圍第39頁，共47頁。3、容柵式（1）數(shù)顯量具；（2）幾何量檢測數(shù)顯量儀。 如數(shù)顯卡尺、千分尺、百分表、內(nèi)外徑數(shù)顯尺、曲軸測量、坐標(biāo)測量儀等。3.4 應(yīng)用一、應(yīng)用范圍第40頁，共47頁。1、振動儀3.4 應(yīng)用二、應(yīng)用實例第41頁，共47頁。2、電容傳聲器3.4 應(yīng)用二、應(yīng)用實例第42頁，共47頁。3、液面高度計3.4 應(yīng)用二、應(yīng)用實例第43頁，共47頁。4、電容測厚儀3