第05章电容式传感器汇编.ppt

高频等效电路 电容的阻抗变小，L和r的影响不可忽略，漏电 的影响可忽略 ，其中Ce=C0+Cp，而re≈r re Ce L §5.4 电容式传感器的测量电路 调频电路 运算放大器式电路 二极管双T型交流电桥 电桥测量电路 脉冲宽度调制电路 测量电路类型 (2) 电容式传感器的测量电路 电容式传感器中电容值以及电容变化值都非常小，这样微小的电容量还不能直接为目前的显示仪表所显示，也很难为记录仪所接受，不便于传输。因此必须借助于测量电路检出这一微小电容增量，并将其转换成与其成单值函数关系的电压、电流或者频率。 §5.4 电容式传感器的测量电路 调频测量电路 §5.4 电容式传感器的测量电路 电桥电路 文氏式电容测量电桥 §5.4 电容式传感器的测量电路 变压器式电桥电路 (a) 变压器式电桥原理图 (b) 测量电路 电桥电路 §5.4 电容式传感器的测量电路 1、电容式液位计 棒状电极（金属管）外面包裹聚四氟乙烯套管，当被测液体的液面上升时，引起棒状电极与导电液体之间的电容变化。 聚四氟乙烯外套 §5.5 电容式传感器的应用 2、硅微加工加速度传感器 　　加速度传感器以微细加工技术为基础，既能测量交变加速度（振动），也可测量惯性力或重力加速度。其工作电压为2.7～5.25V，加速度测量范围为数个g，可输出与加速度成正比的电压也可输出占空比正比于加速度的PWM 脉冲。 §5.5 电容式传感器的应用 加速度传感器在汽车中的应用 加速度传感器安装在轿车上，可以作为碰撞传感器。当测得的负加速度值超过设定值时， 微处理器据此判断发生了碰撞，于是就启动轿车前部的折叠式安全气囊迅速充气而膨胀，托住驾驶员及前排乘员的胸部和头部。 装有传感器 的假人 气囊 §5.5 电容式传感器的应用 利用加速度传感器实现 延时起爆的钻地炸弹 传感器安装位置 §5.5 电容式传感器的应用 利用具有很大吸湿性的绝缘材料作为电容传感器的介质，在其两侧面镀上多孔性电极。当相对湿度增大时，吸湿性介质吸收空气中的水蒸气，使两块电极之间的介质相对介电常数大为增加（水的相对介电常数为80），所以电容量增大。 3、湿敏电容 §5.5 电容式传感器的应用 3、湿敏电容模块及传感器 §5.5 电容式传感器的应用 吸水高分子薄膜 在野外的使用 带报警器的家庭使用型 3、湿敏电容传感器的安装使用 §5.5 电容式传感器的应用 　　被检测物体可以是导电体、介质损耗较大的绝缘体、含水的物体（例如饲料、人体等）；可以是接地的，也可以是不接地的。调节接近开关尾部的灵敏度调节电位器，可以根据被测物不同来改变动作距离。 5、电容式接近开关 §5.5 电容式传感器的应用 齐平式 非齐平式 5、电容式接近开关 §5.5 电容式传感器的应用 电容式接近开关在液位物位测量控制中的使用 5、电容式接近开关 §5.5 电容式传感器的应用 电容式接近开关在物位测量控制中的使用演示 5、电容式接近开关 §5.5 电容式传感器的应用 不同材料的非金属检测物对电容式接近开关动作距离的影响 5、电容式接近开关 §5.5 电容式传感器的应用 b) 测轴回转精 度和轴心偏摆 a) 测振幅 被测物 振 动 电容式 传感器 被测轴 电容式 传感器 8、电容式位移传感器应用 §5.5 电容式传感器的应用 北京工业大学机电学院 胥永刚 胥永刚 胥永刚制 第五章 电容式传感器 电容式传感器的工作原理 电容式传感器的结构类型（极距、面积、介质） 电容式传感器的性能特点 电容式传感器的等效和测量电路 电容式传感器的应用 容栅式传感器 本章内容： 测量技术基础 变换原理：将被测非电量的变化转化为电容量变化 两平行极板组成的电容器,它的电容量为: + + + ? A ? δ、A或ε发生变化时，都会引起电容的变化。 变极距型 变面积型 变介质型 传感器类型 §5.1 电容式传感器的工作原理 一、间隙变化型 §5.2 电容式传感器的结构类型 变极距： δ 取值不能大，否则将降低灵敏度 一、间隙变化型 §5.2 电容式传感器的结构类型 差动电容变化量 优点： 1、减小非线性误差 2、提高传感器灵敏度 3、减小寄生电容的影响 4、减小温度、湿度等环境因素的影响 实际应用常采用差动式结构。 C2 C1 d1 d2 ε0 ε0 Δδ 一、间隙变化型 §5.2 电容式传感器的结构类型 一、间隙变化型 §5.2 电容式传感器的结构类型 驻极体电容传声器 　　它采用聚四氟乙烯材料作为振动膜片。这种材料经特殊电处理后，表面永久地驻有极化电荷，取代了电容传声器极板，故名为驻极体电容传声器。特点是体积小、性能优越、使用方便。 一、间隙变化型 §5.2 电容式传感器的结构类型 指纹识别 指