电容式传感器论文

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1、智能仪器课程设计报告书课程名称：智能仪器设计题目：电容式传感器的位移特性实验学院：电气学院专业：测控技术与仪器班级：BG0XX组员：XXXXXXXXXXXX摘要仪器仪表式获取信息的工具，式认识世界的手段。它是一个具体的系统或装置。它最基本的作用是延伸、扩展、补充或代替人的听觉、视觉、触觉等器官的功能。随着科学技术的不断发展，人类社会已经步入信息时代，对仪器仪表的依赖性更强，要求也更高。现代仪器仪表以数字化、自动化、智能化等共性技术为特征获得了快速发展。关键词：智能仪器、微型计算机AbstractInstrumentinformationac

2、cesstool,ameansofunderstandingtheworldstyle.Itisaspecificsystemordevice.Itisthemostbasicroleistoextend,expand,complementorreplacehumanauditory,visual,tactileandotherorganfunctions.Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,mankindhasenteredtheinformationage,moredep

3、endentontheinstrument,demandingmore.Moderninstrumentationtodigital,automaticandintelligentfeaturessuchasaccesstocommontechnologiesfortherapiddevelopment.Keywords:Intelligentinstruments,micro-computer目录摘要IABSTRACTIII第1章电容式传感器11.1电容式传感器工作原理11.2电容式传感器的结构类型21.3电容式传感器的优缺点2第2章电容

4、式传感器的位移特性实验42.1实验目的42.2基本原理42.3需用器件与单元42.4实验步骤52.5A/D转换....................................................................................6课程设计小结7参考文献8第1章电容式传感器1.1电容式传感器的工作原理两块极板之间的间隙变化，或是表面积变化，将使电容量改变，根据这一原理制成的传感器称为电容式传感器。电容量和两个极板的间隙、表面积之间的关系可用下式表示：C=εSbd=εrε0Sbd式中，C:电容（

5、微微法）；Ɛ:极板间介质的介电常数，空气的Ɛ=1；:两个极板相互覆盖的面积(cm²)；d:两个极板间的距离(cm²)；:相对介电常数；:真空介电常数；=0.088542*10F/cm。由式可见，在3个参数中，只要改变其中一个参数，即可使电容C发生变化。如果保持其中两个参数不变，就可把另一个参数的单一变化转换成电容量的变化，即可以把3个参数中的任意一个的变化转换成电容C的变化。这就是电容式传感器的基本工作原理。1.2电容式传感器的结构类型根据工作原理，在实际应用中，电容式传感器一般可分成如下3种类型：①可以改变两极板间的距离d；②可以移动极板

6、，以改变极板间相覆盖的面积S；③可以改变极板间的介质，以便介电常数ɛ发生变化。这3类常见的电容式传感器的主要结构形式分为改变极板覆盖面、改变极板间距离和改变介质3组，每组又依运动件的平移（直线运动）或角位移（旋转）分类。对于1、2组，每类又依电容器的形状分成平面形或圆筒形。电容式传感器的组成可有单片单组、差接组和多片单组等组合方式。1.3电容式传感器的优缺点及一些特殊问题优点动作能量低（极板间静电吸引力约几个10C），动作响应快（固有频率高,载波频率高），本身发热影响小（用真空，空气或其他气体作绝缘介质时），灵敏度高，误差小，能在恶劣的环境

7、下工作（如在高温，低温及强辐射等各种环境下）。因此，该传感器近几年来得到了较快的发展，逐渐广泛地应用在工业自动化仪表中。缺点（1)其输出特性式非线性的。对于改变极板距离的电容传感器。电容量和极板间距离是非线性关系，虽然用差动式结构可以使其得到改善，但是由于存在泄漏电脑和不可避免的不一致性，也不可能完全消除特性的非线性。（2）泄漏电容的影响，传感器的电容量及其变化一般小于电容量，泄漏电容量式由支持构建及连接电缆所引起。这些泄漏电容不仅降低了转换效率，还将引起误差。但是，利用电缆屏蔽层的点位跟踪与电缆相连接的可动极板的点位，或将信号处理的电子线

8、路安装在非常靠近的地方，皆可消除泄漏电容的影响。由于上述特点，目前电容式传感器通过改变d和s，在对位移（直线和转角），压力，振动等的检测方面获得一定的应用。例如，利用改变介电常数