1、實驗六差動變面積式電容傳感器的靜態及動態特性一、任務與目的了解差動變面積式電容傳感器的原理及其特性。二、實驗儀器所需單元及部件：電容傳感器、電壓放大器、低通濾波器、F/V表有關旋鈕的初始位置：電壓放大器增益旋鈕置于中間，F/V表置于V表2V檔，測微頭調整為10mm（高度可根據實際情況略作改動），使電容器動片處在電容極板的中間位置。測微頭主尺（1mm）;副尺（0.01mm）,副尺轉動一圈是0.5mm,副尺上一共有50個格，每格表示0.01mm。三、原理（條件）電容式傳感器有多種形式，本儀器中差動變面積式。傳感器由兩組定片和一組動片組成。當安裝于震動臺上的動片上、下改變位置，與兩組靜片之間的重疊面

2、積發生變化，極間電容也發生相應變化，成為差動電容。如將上層定片與動片形成的電容定為Cxi，下層定片與動片形成的電容為Cx2，當將Cxi和Cx2接入橋路作為相鄰兩臂時，橋路的輸出電壓與電容量的變化有關，即與振動臺的位移有關。四、內容與步驟（1）按圖2接線。信號轉換過程：電容一電壓一電壓放大一直流電壓一數字顯示OII圖2（2）F/V表打到20V，調節電容變換器（電容放大器）增益，使輸出為零。（3）轉動測微頭，每次0.1mm（可根據實際情況決定每次轉動測微頭的位移數）記下此時測微頭的讀數及電壓表的讀數，直至電容動片與上（或下）靜片復蓋面積最大為止。（4）計算系統靈敏度SOS=AV/AX（式中AV為電

3、壓變化，AX為相應的梁端位移變化），并作出V-X關系曲線。（畫出線性特性較好的區域，并計算這段區域的靈敏度值）五、數據處理（現象分析）（1）轉動測微頭，每次0.1mm，記下測微頭的讀數及電壓表的讀數：X(mm)12.0012.501313.501414.501515.501616.50V(mv)0-0.01-0.02-0.03-0.04-0.05-0.06-0.08-0.09-0.10退回測微頭至初始位置。并開始以相反方向旋動。同上法，記下X(mm)及V(mv)值。X(mm)11.51110.5109.59&587.57V(mv)0.020.040.060.070.090.110.120.14

4、0.150.16(2)計算系統靈敏度SOS=AV/AX(式中AV為電壓變化，AX為相應的梁端位移變化)，并作出V-X關系曲線。(畫出線性特性較好的區域，并計算這段區域的靈敏度值)圖標如下，發現整條線性度都比較好，故選擇所有數據區域進行計算V(v)0.21102E810141G10-V(mM)0.06-0.05-0.107TJ&-=AVhRA-X:C5:K6JA3cDEFH=JK11212.51313.51411.c15lc.51616.52V(mv)0-0.01-0.02-0.03-0.04-0.05-0.06-0.OS-0.09-0.13K(inn)11.1110.c109.5g8.587.54V(mv)0.020.040.060.070.090.110.120.140.1c0.16往二旋轉-0.02-0.02-Q.02-0.02-0.02-Cl02-0.04-0.02-0.026往F旋轉時AV/AK-0.04-0.04-0.02-0.04-0.04-0.02-0.04-0.02-0.02靈蛍度鬥-0.0271計算系統靈敏度S=0.027V/mm六、結論實驗中可以發現當差動電容的動片位置上下移動時，與兩組靜片之間的重疊面積發生改變，從而引起極間電容發生改變使電路輸出變化