1、項(xiàng)目三項(xiàng)目三 位移和振動(dòng)檢測(cè)位移和振動(dòng)檢測(cè)任務(wù)一任務(wù)一 電容式傳感器測(cè)位移電容式傳感器測(cè)位移v知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)v通過本課題的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)、了解電容式傳感器器通過本課題的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)、了解電容式傳感器器件。了解它們的主要特點(diǎn)和性能。掌握電容式傳件。了解它們的主要特點(diǎn)和性能。掌握電容式傳感器工作原理，了解電容式傳感器的基本結(jié)構(gòu)、感器工作原理，了解電容式傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作類型及它們各自的特點(diǎn)，了解電容式傳感器工作類型及它們各自的特點(diǎn)，了解電容式傳感器的測(cè)量電路及其工作原理。的測(cè)量電路及其工作原理。v技能目標(biāo)技能目標(biāo)v通過本課題的學(xué)習(xí)，要求掌握差動(dòng)電容器工作方通過本課題的學(xué)習(xí)，要求掌握差動(dòng)電容器工作方

2、式，能根據(jù)不同測(cè)量物理量選擇合適的工作類型，式，能根據(jù)不同測(cè)量物理量選擇合適的工作類型，正確分析由電容器組成的檢測(cè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基本的正確分析由電容器組成的檢測(cè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基本的電容器檢測(cè)系統(tǒng)。電容器檢測(cè)系統(tǒng)。3.1 電容式幾何量傳感器電容式幾何量傳感器v 電容式傳感器工作原理及類型電容式傳感器工作原理及類型v 當(dāng)被測(cè)參數(shù)變化使得式（當(dāng)被測(cè)參數(shù)變化使得式（3-6）中的）中的A、d或發(fā)生變化時(shí)或發(fā)生變化時(shí), 電容量電容量C也隨之變化。如果保持其中兩個(gè)參數(shù)不變也隨之變化。如果保持其中兩個(gè)參數(shù)不變, 而僅而僅改變其中一個(gè)參數(shù)改變其中一個(gè)參數(shù), 就可把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電容量的就可把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電容量

3、的變化變化, 通過測(cè)量電路就可轉(zhuǎn)換為電量輸出。因此通過測(cè)量電路就可轉(zhuǎn)換為電量輸出。因此, 電容式電容式傳感器工作方式可分為變極距式、變面積式和變介電常數(shù)傳感器工作方式可分為變極距式、變面積式和變介電常數(shù)式三種類型。式三種類型。 dAc1 變極距式電容傳感器變極距式電容傳感器)1 (100000 xdxCdxCxdACx差動(dòng)工作方式 極距變化型電容傳感器的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)非接觸測(cè)量，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好，靈敏度和精度極高（可達(dá)nm級(jí)），適應(yīng)于較小位移（1nm1m）的精度測(cè)量。但傳感器存在原理上的非線性誤差，線路雜散電容（如電纜電容、分布電容等）的影響顯著，為改善這些問題而需配合使用的電子電路比較復(fù)雜。 2 變面積式電容傳感器變面積式電容傳感器差動(dòng)式結(jié)構(gòu) 3 變介電常數(shù)式電容傳感器變介電常數(shù)式電容傳感器bhahdDdDldDldDhlCCCxx)ln() 1(2)ln(2)ln(2)ln()(2000021bdhdcK電容式傳感器的轉(zhuǎn)換電路電容式傳感器的轉(zhuǎn)換電路v1.交流電橋交流電橋2.調(diào)頻電路調(diào)頻電路3.運(yùn)算放大式電路運(yùn)算放大式電路4,脈沖寬度調(diào)制電路脈沖寬度調(diào)制電路5.二極管雙二極管雙T型交流電橋型交流電橋電容式傳感器的的應(yīng)用電容式傳感器的的應(yīng)用v1.電容式接近開