沙洲职业工学院：《自动检测技术》课程电子教案（PPT教学课件）第四章 电容式传感器

第四章电容式传感器 第四章电容式传感器 第一节电容式传感器的工作原理 第二节电容式传感器的类型及特性 第三节电容式传感器的测量电路

第四章 电容式传感器 第四章 电容式传感器 第一节 电容式传感器的工作原理 第二节 电容式传感器的类型及特性 第三节 电容式传感器的测量电路

第四章电容式传感器 第一节电容式传感器的工作原理 (1)变面积式电容式传感器 (2)变间隙式电容式传感翳 (3)变介电常数式电客式传感器 冲章目最

第四章 电容式传感器 第一节 电容式传感器的工作原理 d S C  = d ε （1）变面积式电容式传感器 （2）变间隙式电容式传感器 （3）变介电常数式电容式传感器 本章目录

第四章电容式传感器 第二节电容式传感器的类型及特性 、变面积式电容传感器 、礽板移动X(a,b为长与宽) 6b(a-Ax)ab-bb△x C △C=C 0 △C b K=△x 冲章目录

第四章 电容式传感器 第二节 电容式传感器的类型及特性 一、变面积式电容传感器 1、极板移动△x（a，b为长与宽） a x C C a x d ab C d ab b x d b a x C  = − •  = − • −  = −  = 0 0 0  ( )    a x C C C C   = − = − • 0 0 d b a C x C K  = − = −   = 0 本章目录

第四章电容式传感器 2、半圆型动片移动9角 S(1-) 0 △C=C-C0=-C0 K△C Em2/2 7 2d

第四章 电容式传感器 2、半圆型动片移动θ角       = − • − = 0 0 (1 ) C C d S C    = − = − • C C C0 C0 d r d C C r K 2 2 2 2 0       = − = − = −  =

第四章电容式传感器 3、齿板型移动△X C=nb(a-△x) b △x) b △C=C-nC O 72 △x K AC △

第四章 电容式传感器 3、齿板型移动△x ( ) ( ) 0 x d b n C d n b a x C = −  −  =   x d b C = C − nC = −n   0 d b n x C K  = −   =

第四章电容式传感器 二、变间隙式电容传感器 d-△v 极板移动△x,改变间隙宽度 1+ △ d-△ dd-△x △ △x 当△x<<d时,1-(Ax/d)2=1,所以 C≡C0(1+ △ △C=C0Avd K=AC △x

第四章 电容式传感器 二、变间隙式电容传感器 极板移动△x，改变间隙宽度 2 0 0 1 ( ) 1 1 1 d x d x C d x C d x d d S d x S C −  +  = −  = −  = • −  =   当△x<<d 时， 1 ( ) 1 2 − x d  ，所以 (1 ) 0 d C  C + x C = C0 x d 2 0 d S d C x K C = =   =  d −x ε

第四章电容式传感器 三、变介电常数式电容传感器 C=CA+CB x81 Gb(l-x) d (极板宽度b) d, td xb 8xb E,862x2 bx FIxb.E2xb xbe d2+E,di)d,d2

第四章 电容式传感器 三、变介电常数式电容传感器 x ε2 CA CB l ε1 x d1 d2 C=CA+CB 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2 2 1 1 2 2 1 1 ( )           d d bx x b d d b x d x b d x b d x b d x b CA + = + = + • = 1 2 1 ( ) d d b l x CB + − =  （极板宽度b）

第四章电容式传感器 B 原来无E2介质时, 8, 6l 8, bx bx 8, bx C=c+C B A d td d 2 88 2 8, bi C0+ 1=C 2

第四章 电容式传感器 1 2 1 0 d d bl C + =  原来无ε2介质时， CA CB x x l ε1 ε2 d1 d2 ( 1) 2 2 1 1 1 1 2 1 2 1 0 2 2 1 1 2 1 1 0 − + + + = + + + + = + = −        d d d d d d bx C d d bx d d bx C CB CA C 2 1 2 1 2 1 0 0 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 0 1 1] ( ) [        + − − = + • • + + • • + = + d l d x C C d d d d d l x d d bl C

第四章电容式传感器 △C=C-C=C·7 △C 8.6 K x td 所以,电容C的改变与位移x呈线性关系

第四章 电容式传感器 2 1 2 1 2 1 0 0 1     + −  = − = • • d l d x C C C C 2 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 0 1 1          + − • + = + − = •  = d d d d b d l d C x C K 所以，电容C的改变与位移x呈线性关系

第四章电容式传感器 通常变介电常数式电容传感器采用双圆柱桶状,如下所示: 气体介质的电容C2: 2r 2T(L-)Eo 80 8I 液体介质的电客C1 2aa 1 尺

第四章 电容式传感器 通常变介电常数式电容传感器采用双圆柱桶状，如下所示： L -x x 2r R ε0 ε1 气体介质的电容C2： r R L x C ln 2 ( ) 0 2  −  = 液体介质的电容C1： r R x C ln 2 1 1   =