实验二差动变面积式电容传感器的静态及动态特性.docVIP

北京XXX大学 实验报告 课程（项目）名称：实验二　差动变面积式电容传 感器的静态及动态特性 学 院： 自动化 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 成 绩： 2013年12月10日 一、任务与目的 了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。 二、实验仪器 所需单元及部件：电容传感器、电压放大器、低通滤波器、Ｆ／V表 有关旋钮的初始位置：电压放大器增益旋钮置于中间，Ｆ／V表置于Ｖ表２Ｖ档，测微头调整为10mm（高度可根据实际情况略作改动），使电容器动片处在电容极板的中间位置。测微头主尺（1mm）;副尺(0.01mm),副尺转动一圈是0.5mm,副尺上一共有50个格，每格表示0.01mm。 三、原理（条件） 电容式传感器有多种形式，本仪器中差动变面积式。传感器由两组定片和一组动片组成。当安装于震动台上的动片上、下改变位置，与两组静片之间的重叠面积发生变化，极间电容也发生相应变化，成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为 Cx1 ，下层定片与动片形成的电容为 Cx2 ，当将 Cx1 和 Cx2 接入桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移有关。0.1mm，（可根据实际情况决定每次转动测微头的位移数）记下此时测微头的读数及电压表的读数，直至电容动片与上（或下）静片复盖面积最大为止。 计算系统灵敏度Ｓ。Ｓ＝ΔＶ／ΔＸ（式中ΔＶ为电压变化，ΔＸ为相应的梁端位移变化），并作出Ｖ－Ｘ关系曲线。（画出线性特性较好的区域，并计算这段区域的灵敏度值） 五、数据处理（现象分析） （1）转动测微头,每次0.1mm，记下测微头的读数及电压表的读数： X(mm) 12.00 12.50 13 13.50 14 14.50 15 15.50 16 16.50 V(mv) 0 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 -0.05 -0.06 -0.08 -0.09 -0.10 退回测微头至初始位置。并开始以相反方向旋动。同上法，记下X(mm)及 V(mv)值。 X(mm) 11.5 11 10.5 10 9.5 9 8.5 8 7.5 7 V(mv) 0.02 0.04 0.06 0.07 0.09 0.11 0.12 0.14 0.15 0.16 （2）计算系统灵敏度Ｓ。Ｓ＝ΔＶ／ΔＸ（式中ΔＶ为电压变化，ΔＸ为相应的梁端位移变化），并作出Ｖ－Ｘ关系曲线。（画出线性特性较好的区域，并计算这段区域的灵敏度值） 图标如下，发现整条线性度都比较好，故选择所有数据区域进行计算 计算系统灵敏度Ｓ=0.027 V/mm 六、结论 实验中可以发现当差动电容的动片位置上下移动时，与两组静片之间的重叠面积发生改变，从而引起极间电容发生改变使电路输出变化，实现传感功能，通过实验加深了对差动变面积式电容传感器的工作原理的理解，并且通过测得的实验数据进行分析整理，计算得到系统灵敏度为Ｓ=0.027 V/mm