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变极距型电容传感器;变面积型电容传感器;变介电常数型电容传感器;4.2 电容传感器的灵敏度及非线性;灵敏度k为:
;常采用差动式电容传感器,灵敏度提高一倍,非线性大为减小。
变面积型和变介电常数型电容传感器具有很好的线性。但该结论都是忽略了边缘效应得到的。实际上由于边缘效应,仍存在非线性问题,且灵敏度下降,但比变极距型好得多。;4.3 电容式传感器的特点及等效电路;4.3.2 电容式传感器的等效电路;4.4 电容式传感器的设计要点;4.4.2 消除和减小边缘效应 ;4.4.3 消除和减小寄生电容的影响
寄生电容与传感器电容关联,影响传感器的灵敏度,而它的变化则为虚假信号,影响仪器的精度。
;增加初始电容值
减小极间距,增加有效面积或长度;将传感器与电子线路的前置级装在一个壳体内, 省去传感器至前置级的电缆。;使用运算放大器法;整体屏蔽法;;4.4.4 防止和减小外界干扰
屏蔽和接地。
增加初始电容值,降低容抗。
导线和导线要离得远,以减小导线间分布电容的静电感应。导线尽可能短,最好成直角排列,必须平行排列时可采用同轴屏蔽线。
尽可能一点接地,避免多点接地。地线要用粗的良导体或宽印制线。
尽量采用差动式电容传感电路,减小非线性误差,提高传感器灵敏度,减小寄生电容的影响和干扰。 ;4.5 电容式传感器的转换电路 ;4.5.1 调制型转换电路
调频电路
;调幅电路
;图4-12 谐振曲线图;2. 交流电桥法 ;4.5.2 脉冲型电路
脉冲型转换电路的基本原理是利用电容的充放电特性。;图4-15 双T形充放电网络等效电路;脉冲调宽型电路;2;4.6 电容式传感器应用举例;图4-19 差动式电容压力传感器;图4-21 电容式加速度传感器;图4-22 电容式料位传感器;图4-23 电容式振动位移传感器;图4-24 电容式振动位移传感器应用; 电容式测厚; 转速测量
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