学习情境三 数控机床的位移检测系统 [目的要求] 掌握电容式、电感式传感器与测量技术。 [学习重点] 各种电容式、电感式传感器的工作原理及使用。 [学习建议] 通过设计组装电路全面掌握电容式、电感式传感 器。 [学习内容] (一)电路原理分析 (二)电路设计 (三)元件参数分析 (四)电路组装调试
学习情境三 数控机床的位移检测系统 [目的要求] 掌握电容式、电感式传感器与测量技术。 [学习重点] 各种电容式、电感式传感器的工作原理及使用。 [学习建议] 通过设计组装电路全面掌握电容式、电感式传感 器。 [学习内容] （一）电路原理分析 （二）电路设计 （三）元件参数分析 （四）电路组装调试
一、 电容式传感器概述 1、变换原理：将被测量的变化转化为电容量变化 2、优点：结构简单、灵敏度高、动态响应特性好、适 应性强、抗过载能力大及价格低廉。 3、缺点：电容式传感器的泄漏电阻和非线性等缺点也 给它的应用带来一定的局限 4、应用：测量压力、力、位移、振动、液位等参数
一、电容式传感器概述 1、变换原理:将被测量的变化转化为电容量变化 2、优点：结构简单、灵敏度高、动态响应特性好、适 应性强、抗过载能力大及价格低廉。 3、缺点：电容式传感器的泄漏电阻和非线性等缺点也 给它的应用带来一定的局限 4、应用：测量压力、力、位移、振动、液位等参数
二、结构原理与类型 工作原理如图所示： S0s4 δ、A或E发生变化时， 都会引起电容的变化
二、结构原理与类型 工作原理如图所示： + + + A A C = 0 δ、A或ε发生变化时， 都会引起电容的变化
(一)变面积式电容传感器 1、直线位移型 当动极板移动△x后， 电容的改变量为 4 AC=C-C。=-Ax=-C d a 其灵敏度为K=AC.- △x d 变面积型电容传感器 1固定极板2动极板
（一）变面积式电容传感器 1、直线位移型 当动极板移动△x后， 电容的改变量为 a x x C d b C C C = − 0 = − = − 0 其灵敏度为 d b x C K = − =
2、角位移型 当动片有一角位移时， 41-) 两极板间覆盖面积发生 C三 =Co(1 d 变化，此时电容值为 变面积型电容传感器 1固定极板2动极板
当动片有一角位移时， 两极板间覆盖面积发生 变化，此时电容值为 (1 ) (1 ) 0 = − − = C d A C + + + 2、角位移型
3、园柱型电容传感器 C- E084 变面积型电容传感器 1固定极板2动极板
3、园柱型电容传感器 A C 0 =
(二) 变间隙式电容传感器 极距变化型电容器 其静态电容量为 C= d 当活动极板移动x后， 1+七 其电容量为 C= d-x =C0 1 x2 以
（二） 变间隙式电容传感器 d A C = 2 0 2 1 1 d x d x C d x A C − + = − = 其静态电容量为 当活动极板移动x后， 其电容量为
三、 电容式接近开关 1、原理框图 感应电极 具备屏威螺 被测物体 F/V 信号 开关量 电路 变换 处理 输出 P被测电容量
三、电容式接近开关 1、原理框图
2、电路原理 VD3 14 2 13 3 12 CD4093 03 10 6 6 Uss 本48 12 感应极片 i0-33p 市a 4- 10cm×14cm
2、电路原理
3、注意事项 1)C4093为CMOS集成电路，很容易被电烙铁 所带的静电击穿，所以在制作时，最好先焊一个 集成电路插座，待电路经检查无误后再把 CD4093插入插座。 2)电容C4是灵敏度调节电容，若需要该电路以 最大灵敏度工作时，可以先调节C4使继电器刚好 吸合，再调节C4使继电器刚好断开，然后用高频 蜡或绝缘漆把C4封牢即可
3、注意事项 1）C4093为CMOS集成电路，很容易被电烙铁 所带的静电击穿，所以在制作时，最好先焊一个 集成电路插座，待电路经检查无误后再把 CD4093插入插座。 2）电容C4是灵敏度调节电容，若需要该电路以 最大灵敏度工作时，可以先调节C4使继电器刚好 吸合，再调节C4使继电器刚好断开，然后用高频 蜡或绝缘漆把C4封牢即可