机械工程测试技术基础 第3版 教学课件 作者 熊诗波 黄长艺第三章测试3-5.ppt

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1、第五节电容式传感器一.工作原理:将被测量的变化转换成电容的变化。平行平板电容器:⒈极距变化型①ΔδδδC②差动式⒉面积变化型:角位移型线位移型圆柱体线位移型如图3-23特点:①输入输出成线性关系;②灵敏度相对较小;③适用于较大直线位移及角位移的测量。⒊介质变化型:如图3-24②液位测量。①介质温度,湿度或厚度测量;二.电容传感器的测量电路⒈交流电桥⒉直流极化电路⒊谐振电路⒋调频电路⒌运算放大器电路三.电容传感器的特点⒈优点:①温度稳定性好;②结构简单,适应性强;③动态响应好;④可以实现非接触测量

2、,具有平均效应。⒉缺点:①输出阻抗高,负载能力差;②寄生电容大;措施:驱动电缆技术;缩短距离,集成技术。③输出的非线性。四、影响电容传感器精度的因素1、温度2、漏电阻的影响3、边缘效应与寄生参量的影响五、应用举例电容测厚仪轧辊工作极板被测带材电容测厚仪是用来测量金属带材在轧制过程中的厚度的。它的变换器就是电容式厚度传感器,其工作原理如上图所示。在被测带材的上下两边各置一块面积相等,与带材距离相同的极板,这样极板与带材就形成两个电容器(带材也作为一个极板)。把两块极板用导线连接起来,就成为一个极板

3、,而带材则是电容器的另一个极板,其总电容为C=C1+C2。金属带材在轧制过程中不断前进,如果带材的厚度发生变化,将引起它与上下两个极板间距变化。如果把总电容作为交流电桥的一个臂,电容的变化引起电桥不平衡输出,经过放大、检波、滤波,最后在仪表上显示出带材的厚度。这种测厚仪的优点是带材的振动不影响测量精度。

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