1、 第4章 4.2電容式傳感器 S 極板的遮蓋面積，單位為m2； 極板間介質(zhì)的介電常數(shù)； d兩平行極板間的距離，單位為m；0 真空的介電常數(shù)，0 =8.85410-12 F/m；r 極板間介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，對(duì)于空氣介質(zhì)，r 1。4.2 電容式傳感器4.2.1 基本工作原理將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。平行極板電容器的電容量為： 4.2 電容式傳感器若極板間有多種絕緣介質(zhì)，電容量為：對(duì)于同軸圓筒形電容，電容量為：2R2rL 電容式傳感器按被測量所改變的電容器的參數(shù)分類：變間隙型、變面積型、變介質(zhì)型。輸出特性一、變極距型(a)圖(b)圖應(yīng)用：如P40差動(dòng)脈沖調(diào)寬法 直線位移式結(jié)構(gòu)2. 變

2、面積型電容傳感器 直線位移型電容傳感器具有線性輸出特性。 角位移變面積型2. 變面積型電容傳感器 角位移式變面積型3. 變介質(zhì)型傳感器1.介質(zhì)的介電常數(shù)隨被測量(如溫度、濕度)變化，如電容式溫度傳感器、電容式濕度傳感器等；2.電容極板間有二種介質(zhì)，二種介質(zhì)的厚度或位置變化，如電容式位移傳感器、電容式厚度傳感器、電容式液位傳感器等。 初始時(shí)：P174電容式液位傳感器2R2rLH 液位傳感器的等效電路C2C1C0(1) 電極間無液體時(shí)電容：(2) 電極間有液體時(shí)電容：適用于非導(dǎo)電液體的液位測量4.2.3等效電路分析L是電容器本身電感和引線電感，Rs是引線電阻，Rp是電容器并聯(lián)損耗電阻。 等效電路參

3、數(shù)決定諧振頻率，傳感器工作時(shí)要求低于諧振頻率才能正常工作。Ce:實(shí)際有效電容4.2.4接口電路選擇(1)變極距型電容傳感器(2)變面積型電容傳感器，P39(3-2-6)(3-2-7)差動(dòng)式變極距型電容傳感器圖3-2-6 (P40) . 電橋電路 (變壓器電橋組成半差動(dòng)等臂電橋)輸出電壓與被測位移成線性關(guān)系圖3-1-6 (P37)、電容式傳感器應(yīng)用電容式壓差傳感器電容式加速度傳感器電容式荷重傳感器電容式應(yīng)變傳感器電容式厚度傳感器電容式位移傳感器應(yīng)用電容式厚度傳感器適合測量絕緣板材的厚度n是絕緣材料厚度與介質(zhì)決定的常數(shù)。P1693-2-6(P39)電容式金屬板材厚度測控原理應(yīng)用在軋制金屬板材生產(chǎn)上，實(shí)時(shí)顯示金屬板材厚度，同時(shí)調(diào)節(jié)軋輥壓力，使板材厚度控制在一定誤差范圍內(nèi)。由交流電橋（變壓器電橋）測量板材厚度引起的電容變化。P169 電容傳感器的特點(diǎn)1電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn) （1）溫度穩(wěn)定性好（2）結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng) （3） 動(dòng)態(tài)響應(yīng)好 電容式傳感器由于極板間的靜電引力很小，需要的作用能量極小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短，特別適合動(dòng)態(tài)測量。2.電容式傳感器的缺點(diǎn)：輸出阻抗高，負(fù)載能力差。 作業(yè)1、根據(jù)參數(shù)變化，電容式傳感器有哪些類型？簡述各種類型電容式傳感器的工作原理。2、某電容測微器，其傳感器的圓形極板半徑為4mm，工作初始間距為0.3mm，介電常數(shù)=8.8