第九次课-电容式传感器4月16重点课件.ppt

1、控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器主要内容：主要内容：一、电容传感器原理一、电容传感器原理二、测量与转换电路二、测量与转换电路三、电容传感器应用三、电容传感器应用控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器+A AC0、A A或或发生变化时，发生变化时，都会引起电容的变化。都会引起电容的变化。控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器1、axCxdbCCC00dbxCK控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器2、)1()1(0CdAC+控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器3、当覆盖长度x变化时，电容量变化，其灵

2、敏度为面积变化型电容传感器的优点是输出与输入成线性关系，但与极板变化型相比，灵敏度较低，适用于较大角位移及直线位移的测量。控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器4、AC0控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器5、dAC022011dxdxCxdAC控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器 dxCC10 控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器PP控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器hmaxd0CACLCHC0PHPLCACLCHC0C0CA控制科学与工

3、程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器00000CCCCCCCCCCCCCCCAAHAALLALA;hmaxd0CACLCHC0PHPL控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器bddC002lnRbadbd0实线为球冠型固实线为球冠型固定电极定电极为膜片周边张力。TraTPPhLH,224计算点半径计算点半径膜片张力膜片张力控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器。2224baalnTkLHLHLHAPPkPPbaalnTbaalnPPTC1144222222控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器双稳态触发器VD1VD2R1R2AuABF

4、GCx1Cx2BQQ#A1A2Ur二、二、电容式传感器的测量电路电容式传感器的测量电路1、脉冲宽度调制电路、脉冲宽度调制电路 控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器 LLHLQhlhlQABCCCCUCCCCUUAHLHLAAHLAAAAAAHLCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC020220202200000 LHQAQABPPkCUCCUU00控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器双稳态触发器VD1VD2R1R2AuABFGCx1Cx2BQQ#A1A2Ur脉冲宽度调制电路脉冲宽度调制电路控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传

5、感器uAU1ouBU1ouABouFoUrT1U1uGUroT2U1tttttuAU1otuBU1ouABUoouFUrouGUroT2T1U1tttt(a)(b)控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器12!2121122111UTTTTTTUTTTUTUABrlUUUCRT1111lnrhUUUCRT1122ln1121210UCCCCUTTTTUhlhl控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器AHLHLAAHLAAAAAAHLCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC020220202200000 LHQAQABPPkCUCCUU00控制科学与工

6、程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器AVD4VD1VD2VD3BCxi1i2Ai3i4CCCdE1E2T1T2e2、环形二极管电容测量电路原理图120UUC12UUCx充电：放电：流过微安表的平均电流12012UUfCUUfCIx012CCUUfx控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器用环形二极管充放电法测量电容的基本原理是以一高频方波为信号源，通过一环形二极管电桥，对被测电容进行充放电，环形二极管电桥输出一个与被测电容成正比的微安级电流。原理线路如上图所示，输入方波加在电桥的A点和地之间，Cx为被测电容，Cd为平衡电容传感器初始电容的调零电容，C为滤波电容，A为直流

7、电流表。在设计时，由于方波脉冲宽度足以使电容器Cx和Cd充、放电过程在方波平顶部分结束。控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器绝缘材料绝缘材料定极板定极板动极板动极板极板支架极板支架弹性体弹性体控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器质量块（动极板）质量块（动极板）aC1C2m控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器CBRR0C1C2C1L2L 电容测厚传感器是用来对金属带材在轧制过程中厚度的检测，其工作原理是在被测带材的上下两侧各置放一块面积相等，与带材距离相等的极板，这样极板与带材就构成了两个电容器C1、C2。把两块极板用导线连接起来成为一个极，而带材就是电容的另一个极，其总电容为C1+C2，如果带材的厚度发生变化，将引起电容量的变化，用交流电桥将电容的变化测出来，经过放大即可由电表指示测量结果。控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器外壳p1p2金属镀层凹形玻璃膜片过滤器4 4、电容式压力传感器、电容式压力传感器 控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器Dd检测电路检测电路测定电极测定电极储罐储罐0 01 1h控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器控制科学与工程学院控制科学与工程学院电容传感器电容传感器