传感器与检测技术第二版陈洁黄鸿第五次概览.ppt

变面积型电容传感器原理图 变介质型传感器 电容传感器工作原理和类型 电介质材料的相对介电常数 电容式接近开关 电容式指纹传感器 电容式变送器 差压传感器 概述 各种电容式传感器 同轴圆柱形电容器 圆柱形电容器 有两个长度为L,半径分别为R和r的圆筒形金属导体，中间隔以绝缘物质便构成圆柱形电容器。当中间所充介质的介电常数为 时，则两圆柱间的电容量为 概述 电容式传感器典型应用 测量液位高度 结构简单，没有可动部分，因此用应范围较广。 整个液位传感器的电容值为： 由此可见液位传感器的电容值c与液位高度h成线性关系，所以可以用作液位传感器 非导电性材料 如果被测介质为导电性液体时，在液体中插入一根带绝缘套的电极。三者组成圆筒电容器。当液位变化时，就改变了电容器两极覆盖面积的大小，液位越高，覆盖面积就越大，容器的电容量就越大。 同理，可以做物位测量仪器： 当测量粉状固体料位和粘滞非导电液位时，可采用光电极直接插入圆筒形容器的中央，将仪表地线与容器相连，以容器作为外电极，物料或液体作为绝缘物构成圆筒形电容器，如图为电容式料位传感器结构. 因测量过程中电容的变化都很小，因此准确的检测电容量的大小是物位检测的关键。 可用于各种导电、非导电液体的液位或粉装料位的远距离连续测量和指示。 被测量 形变 敏感元件 应变片 电阻变化 电阻应变片传感器的工作原理 测量电路 （弹性元件） 电压变化 电阻应变片的测量电路 测量电路的分类------ 按工作应变片个数来分 1、单臂电桥 2、双臂电桥（差动半桥） 3、全桥（差动全桥） 讨论：单臂电桥、双臂电桥、全桥谁的灵敏度最高？ 单臂电桥 试件 测量电路的灵敏度--- 当R1=R2=R3=R4时，电桥电压灵敏度最高，此时有： 测量电路的灵敏度----双臂电桥（差动半桥） 试件 当R1=R2=R3=R4时，电桥电压灵敏度最高，此时有： F 测量电路的灵敏度----全桥（差动全桥） 当R1=R2=R3=R4时，电桥电压灵敏度最高，此时有： 非线性误差 与ΔR1/R1的关系是非线性的，非线性误差为 思考：单臂电桥、双臂电桥、全桥谁有非线性误差？ 单臂桥有非线性误差 差动半桥和差动全桥输入输出线性，无非线性误差 判断：单臂电桥，顾名思义就是只有一个应变片的 测量电路就是单臂桥，相反就不是单臂桥（ ） 试件 全桥差动电桥 差动测量电路 为了减小和克服非线性误差，常采用差动电桥如图所示， 在试件上安装两个工作应变片，一个受拉应变，一个受压应变， 接入电桥相邻桥臂，称为半桥差动电路， 如图（a）所示。 半桥差动电桥 克服非线性误差方法： 1、应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择以下哪种类型的测量转换电路。 A.单臂桥 B.双臂桥 C.差动全桥 D.有温度补偿的单臂桥 2、按照工作应变片的个数分类的是？ A.直流电桥 B.对称桥 C.差动全桥 D.电源对称桥 3.惠斯特电桥的平衡条件是什么？什么是电桥平衡？ R1R4=R2R3 4.通常用应变式传感器测量（??????????）。 ? A温度????????? B密度??????????????? C?加速度?????????? D?电阻 5测量温度不可用传感器???（??????????）???。 ??A.?热电阻 ??B.?热电偶?????? C.?电阻应变片??????? D.热敏电阻 6、下列属于按被测量分类的传感器是？ （ ） A 温度补偿应变片 B 压电传感器 C模拟传感器 D 重量传感器 7、下列加速度传感器的那个部分是敏感元件？ 由1等强度梁 2质量块 3壳体 4应变片组成，测量 时，将壳体与被测量相连 A 1和2组合成敏感元件 B 1和3组合成敏感元件 C 2质量块是敏感元件 D 因为3与被测量相连，所以3是敏感元件 电容式传感器 1 电容传感器工作原理和类型 2 电容传感器输出特性 3 电容传感器测量电路 4 电容式传感器的应用举例 平板电容器： 由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为 电容式传感器的工作原理和结构 电容传感器的分类 由此可以确定传感器的分类 变极距型 变面积型 变介电常数型 被测量 d变化 被测量 S变化 被测量 被测量 形变 电阻变化 电压变化 电容式传感器的工作原理 d变化 S变化 被测量 C变化 电压变化 测量电路 对比电阻传感器的工作原理 电容传感器测量被测量的原理过程： 变极距型传感器 电容传感器工作原理和类型 变面积型传感器 电容传感器工作原理和类型