《机械工程测试技术》课程PPT教学课件（传感器及其应用）项目四、液位和流量检测

传感器及其应用项目四项目四、液位和流量的检测单元一、电容式传感器测量液位单元二、走超生波传感器单元三、流量的检测方法项目四训练返面第一张上一张如灯片下一张约灯片2025/6/24

项目四 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 2025/6/24 项目四训练 单元三、流量的检测方法 单元二、超生波传感器 单元一、 电容式传感器测量液位 项目四、液位和流量的检测

传感器及其应用项目四电容式传感器测量液位单元一、单元标：通过电容式传感器的液位检测应用训练，达到了解常用电容式传感器检测组件的外形和基本原理：熟悉工业常用的液位检测方法：掌握电容传感器与测量电路和显示仪表的连接方法：学会电容式液位传感器检测系统的安装、讠调试和维修方法的自的。返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2025/6/24

项目四 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 2025/6/24 单元一、 电容式传感器测量液位 单元目标：通过电容式传感器的液位检测应用 训练，达到了解常用电容式传感器检测组件的 外形和基本原理；熟悉工业常用的液位检测方 法；掌握电容传感器与测量电路和显示仪表的 连接方法；学会电容式液位传感器检测系统的 安装、调试和维修方法的目的

传感器及其应用项目四任务一、认识电容式传感器活动1：认识电容式传感器的转换元件电容式传感器转换元件的工作原理可以用来说明。当忽略8.8边缘效应时，其电容量为：CA平板电容器C=S返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2025/6/24

项目四 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 2025/6/24 任务一、认识电容式传感器 活动1：认识电容式传感器的转换元件 电容式传感器转 换元件的工作原理可 以用来说明。当忽略 边缘效应时，其电容 量为: r 0 A C    =

传感器及其应用项目四活动2：认识电容式传感器的测量电路及仪表常用典型的测量电路有以下几种交流电桥电路调频电路20脉冲宽度调制电路30运算式电路4返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2025/6/24

项目四 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 2025/6/24 活动2：认识电容式传感器的测量电路及仪表 常用典型的测量电路有以下几种: 1） 交流电桥电路 2 ) 调频电路 3 ) 脉冲宽度调制电路 4 ) 运算式电路

传感器及其应用项目四交流桥式测量电路1、2单臂桥式电路FUT电容C1、C2、C3、O-Cx构成交流单臂桥式TT电路。由高频电源经2变压器接到电容桥的2一个对角线上，另一6个对角线上接有交流电压表。交流单臂桥式电路返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2025/6/24

项目四 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 2025/6/24 一、交流桥式测量电路 电容C1、C2、C3、 CX构成交流单臂桥式 电路。由高频电源经 变压器接到电容桥的 一个对角线上，另一 个对角线上接有交流 电压表。 1、单臂桥式电路

传感器及其应用项目四2、差分式桥式电路电容Cx1和Cx2为差分式电容式传感元2FU件。由高频电源经变压器副边接到差分式Cx1十行电容式传感元件上。2Ui输出电压端接有交流江电压表。输出电压为ACUU。=±交流差分桥式电路2Co返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2025/6/24

项目四 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 2025/6/24 2、差分式桥式电路 电容Cx1和Cx2为 差分式电容式传感元 件。由高频电源经变 压器副边接到差分式 电容式传感元件上。 输出电压端接有交流 电压表。输出电压为： 0 2 O i C U U C  = 

传感器及其应用项目四调频测量电路电容式传感元件作为LC振荡器谐振回路的一部分，当电容调频振荡电路传感器工作时，电容放大电路鉴频电路限幅电路输出Cx发生变化，使振荡CX0器的频率f发生相应的变化。调频振荡器的频率为：1LC振荡器调频电路方框图2元VLC返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2025/6/24

项目四 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 2025/6/24 二、调频测量电路 电容式传感元件 作为LC振荡器谐振回 路的一部分，当电容 传感器工作时，电容 CX发生变化，使振荡 器的频率f发生相应 的变化。调频振荡器 的频率为: 1 2 f  LC =

传感器及其应用项目四三、脉冲宽度调制测量电路利用传感元件电VD1容C1、C2的慢充电和4F低通滤波器快放电的过程，使输0+URCQAR1双稳态Uo出脉冲的宽度随电容触发器R2QBoG传感元件的电容量变4A2VD2化而改变，通过低通滤波器得到对应于被脉冲宽度调制测量电路测量变化的直流信号返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2025/6/24

项目四 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 2025/6/24 三、脉冲宽度调制测量电路 利用传感元件电 容C1、C2的慢充电和 快放电的过程，使输 出脉冲的宽度随电容 传感元件的电容量变 化而改变，通过低通 滤波器得到对应于被 测量变化的直流信号

传感器及其应用项目四运算式测量电路四当放大器的开环增益Av和输入阻抗Zi足够大时，输出电压A与传感元件的电容变io化成线性关系，即：i.--Cu运算式测量电路返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2025/6/24

项目四 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 2025/6/24 四、运算式测量电路 当放大器的开环 增益Av和输入阻抗Zi 足够大时，输出电压 与传感元件的电容变 化成线性关系,即: 0 x i o C U U C • • = −

传感器及其应用项目四任务二、电容式传感器的液位检测应用训练观察和了解电容式液位传感器系统活动1、@120出线螺孔30探头（转换元件）的两个极（也M22X1.5仪表部份可以探头是一个极，金属液体灌515散热器壁是另一个极)有空气间隙，且液820安装接头体相互绝缘安装于液体灌顶。当(R1/R12)液体进入空气隙后，探头的电容00值因介电常数改变而发生变化。探极传感器的测量电路，将液位改变引起电容量的变化转换为电量的变化，送给显示仪表显示出来，实现了液位的连续测量。@21返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2025/6/24

项目四 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 2025/6/24 活动1、观察和了解电容式液位传感器系统 探头(转换元件)的两个极(也 可以探头是一个极，金属液体灌 壁是另一个极)有空气间隙，且液 体相互绝缘安装于液体灌顶。当 液体进入空气隙后，探头的电容 值因介电常数改变而发生变化。 传感器的测量电路，将液位 改变引起电容量的变化转换为电 量的变化，送给显示仪表显示出 来，实现了液位的连续测量。 任务二、电容式传感器的液位检测应用训练