测量与仪器课件.ppt

《测量与仪器课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章机械量测量非电量测量范围：尺寸（长、宽、高）位移（直线位移、角位移）速度（直线速度、角速度、转速）力学量（力、力矩、振动）测量传感器：电容、电感、压磁、光电、霍尔元件4.2位移（直线位移、角位移）常用位移传感器电容式、电感式、电感式差动变压器式4.2.1电容式传感器一、工作原理1、定义：电容式传感器就是将被测量变换成电容量的一种传感器。2、工作原理3、类型变间隙式、变面积式、变介电常数式+++Capacitor如图所示，平行板电容器的ε和S不变，只改变电容器两极板之间距离d。该类型传感器常用于压力的测量。Capacitor初始状

2、极距为d0时，电容器容量C0为，电容器受外力作用，极距减小Δd，则电容器容量改变为：此时C1与极间距的改变呈线性关系。灵敏度负号表示二者变化方向相反非线性误差：为了提高传感器灵敏度，减小非线性误差，实际应用中大都采用差动式结构。如图所示(1为动片、2为定片)，中间电极若受力向上位移Δd，则C1容量增加，C2容量减小，两电容差值为：电容传感器做成差动型后之后，灵敏度提高一倍。得到：变极间距2、变面积式变面积式电容传感元件结构原理图如下所示。图（a）所示平板形位移x后，电容量由初始值变为：灵敏度为：对于角位移传感器，图（b），设两片极板全

3、重合（θ=0）时的电容量为C0，动片转动角度θ后，电容量变为：电容量变化：灵敏度为：影响因素变面积式电容压力传感器2、电容式液面计储藏仓粉位测量、酸碱罐液面的测量变介电常数3.2测量电路一、调幅型测量电路（一）交流电桥电路1、单臂接法2、差动接法（二）运算放大器式电路2、可调零测量电路应用：ZCS1100英国超精密电容位移传感器特点：纳米级分辨率；线性0.08%；灵敏度可调；应用：压电微位移、振动台，电子显微镜微调，天文望远镜镜片微调。首 页激光检测检测设备直线位移计相关传感器监控仪表厚度测量仪新产品ZNXsensor双极型精密电容位

4、移传感器特点：纳米分辨率；零磁滞；线性0.02%；频带可调50～5000HZ；灵敏度可调；应用：压电微位移、振动台，电子显微镜微调，天文望远镜镜片微调，精密微位移测量等。油量测量右图其原理图，利用了圆柱型电容传感器。其电容为：当燃油增大，h2增大，△C也增大，即传感器的电容增大；燃油减少，h2减少，△C也减小，即传感器的电容减少。这样传感器就把油量的变化转换为电容的变化，通过测量电容的大小就能知道油量的多少。Capacitor湿度测量湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度

5、发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化，其精度一般比湿敏电阻要低一些。CapacitorHM1500湿度传感器在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境湿度进行测量及控制。电容式键盘常规的键盘有机械式按键和电容式按键两种。电容式键盘是基于电容式开关的键盘，原理是通过按键改变电极间的距离产生电容量的变化，暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。理论上这种开关是无触点非

6、接触式的，磨损率极小甚至可以忽略不计，也没有接触不良的隐患，具有噪音小，容易控制手感，可以制造出高质量的键盘，但工艺较机械结构复杂。Capacitor此种键盘即利用极距式电容传感器以实现信息转换电容传声器传声器（Microphone）俗称话筒，音译作麦克风，是一种声－电换能器件，可分电动和静电两类，目前广播、电视和娱乐等方面使用的传声器，绝大多数是动圈式和电容式。电容传声器以振膜与后极板间的电容量变化通过前置放大器变换为输出电压。它能提供非常高的音响质量，频率响应宽而平坦，是高性能传声器，但这种传声器制造工艺复杂，价格高，需外加60～

7、200V的极化电压源，一般在专业领域使用较多。驻极体电容传声器大膜片电容传声器Capacitor驻极体电容传声器它采用聚四氟乙烯材料作为振动膜片。这种材料经特殊电处理后，表面永久地驻有极化电荷，取代了电容传声器极板，故名为驻极体电容传声器。特点是体积小、性能优越、使用方便。指纹识别指纹识别目前最常用的是电容式传感器，也被称为第二代指纹识别系统。它的优点是体积小、成本低，成像精度高，而且耗电量很小，因此非常适合在消费类电子产品中使用。右图为指纹经过处理后的成像图：Capacitor指纹识别指纹识别所需电容传感器包含一个大约有数万个金属导

8、体的阵列，其外面是一层绝缘的表面，当用户的手指放在上面时，金属导体阵列/绝缘物/皮肤就构成了相应的小电容器阵列。它们的电容值随着脊（近的）和沟（远的）与金属导体之间的距离不同而变化。Capacitor产品.电容式液位传感