实验2电容式传感器实验
实验3电容式传感器实验实验项目编码：实验项目时数：2实验项目类型：综合性（） 设计性（） 验证性（√）一、实验目的在《传感器技术》课程中，电容传感器是教学中的重点内容之一。通过本
辽宁科技学院电信学院实验中心 3 实验电容式传感器实验 实验项目编码 ： 实验项目时数 ：2 实验项目类型： 综合性（）设计性（）验证性（√） 一、实验目的 在《传感器技术》课程中，电容传感器是教学中的重点内容之一。通过本实验，了解电容式传感器结构及其 特点，熟悉特性，掌握工作原理。 二、实验内容及基本原理 （一）实验内容 使用螺旋测微器带动电容传感器中心圆柱横向位移，产生电容量变化，利用测量电路，将电容变化转换成电压 输出，从而将位移与电压输出建立联系。 （二）实验原理 1 、原理简述：电容传感器是以各种类型的电容器为传感元件，将被测物理量转换成电容量的变化来实现测量 CεA/dεAd 的。电容传感器的输出是电容的变化量。利用电容＝关系式通过相应的结构和测量电路可以选择、、中 εd 三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测干燥度（变）、测位移（变）和测液位 A() （变）等多种电容传感器。电容传感器极板形状分成平板、圆板形和圆柱圆筒形，虽还有球面形和锯齿形等其 它的形状，但一般很少用。 2.() 传感器结构：本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器，差动式一般优于单组单边 1 式的传感器。它灵敏度高、线性范围宽、稳定性高。如图所示：它是有二个圆筒和一个圆柱组成的。设圆筒的半 RrxC=ε2x/ln(R/r)C1C2 径为；圆柱的半径为；圆柱的长为，则电容量为。图中、是差动连接，当图中的圆柱产生 ∆X∆C=C1C2=ε22∆X/ln(R/r)ε2ln(R/r)∆C∆X 位移时，电容量的变化量为－，式中、为常数，说明与位移成正比， 配上配套测量电路就能测量位移。 图1实验电容传感器结构 3()2 、测量电路电容变换器：测量电路画在实验模板的面板上。其电路的核心部分是图的二极管环路充放电电 路。 2D3D4D5D6C4L1CX1CX2 在图中，环形充放电电路由、、、二极管、电容、电感和、（差动电容位移传 感器）组成。 (>100kHz)E1E2CX1CX2 当高频激励电压ｆ输入到ａ点，由低电平跃到高电平时，电容和两端电压均由 E1E2D3bCX1O()C4c 充到。充电电荷一路由ａ点经到点，再对充电到点地；另一路由ａ点经到点，再 D5dCX2OD4D6t1c 经到点对充电到点。此时，和由于反偏置而截止。在充电时间内，由ａ到点的电荷 量为： Q1CX2(E2-E1)1 ＝（）
