第29页，共73页，星期日，2025年，2月5日4.1工作原理与结构Dd检测电路测定电极储罐ε0ε1h第30页，共73页，星期日，2025年，2月5日4.2灵敏度与非线性第31页，共73页，星期日，2025年，2月5日对于变极距型，电容的相对变化量为当|Δd/d0|1时，上式可按级数展开，可得：4.2灵敏度与非线性第32页，共73页，星期日，2025年，2月5日|Δd/d0|1时可略去高次项，得到近似的线性关系：电容传感器的灵敏度为：要提高灵敏度，应减小起始间隙d0，但非线性误差却随着d0的减小而增大。4.2灵敏度与非线性第33页，共73页，星期日，2025年，2月5日4.2灵敏度与非线性动手计算：参考图P100,4-5,计算差动式变极距电容结构的灵敏度？详细计算及结果。5分钟~~~~第34页，共73页，星期日，2025年，2月5日差动平板式电容传感器结构图：e0e0d1d2C1C2A4.2灵敏度与非线性S=?第35页，共73页，星期日，2025年，2月5日4.3等效电路第36页，共73页，星期日，2025年，2月5日电容式传感器的等效电路：并联损耗电阻串联损耗电阻电感L由电容器本身电感和外部引线电感组成，高频应用中尤须考虑。4.3等效电路寄生电容第37页，共73页，星期日，2025年，2月5日由等效电路可知，它有一个谐振频率，通常为几十兆赫。当工作频率等于或接近谐振频率时，谐振频率破坏了电容的正常作用。因此，工作频率应该选择远离谐振频率，否则电容传感器不能正常工作。4.3等效电路第38页，共73页，星期日，2025年，2月5日忽略损耗电阻，传感元件的有效电容Ce为：有效电容的变化ΔCe为：4.3等效电路第39页，共73页，星期日，2025年，2月5日在这种情况下，电容的实际相对变化量为：这表明电容式传感器的实际相对变化量与传感器的固有电感L的角频率ω有关。因此，在实际应用时必须与标定的条件相同。4.3等效电路第40页，共73页，星期日，2025年，2月5日边缘效应第41页，共73页，星期日，2025年，2月5日寄生电容第42页，共73页，星期日，2025年，2月5日4.4测量电路第43页，共73页，星期日，2025年，2月5日调频测量电路把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分,电容量发生变化时，振荡器的振荡频率随之变化。由于频率系统是非线性的，不易校正，因此必须加入鉴频器，将频率的变化转换为电压振幅的变化，便于记录。调频电路4.4测量电路第44页，共73页，星期日，2025年，2月5日调频式测量电路原理框图固有频率：4.4测量电路第45页，共73页，星期日，2025年，2月5日4.4测量电路第46页，共73页，星期日，2025年，2月5日调频电容传感器测量电路具有较高的灵敏度，可以测量高至0.01μm级位移变化量。信号的输出频率易于用数字仪器测量，并与计算机通讯，抗干扰能力强，可以发送、接收，以达到遥测遥控的目的。4.4测量电路第47页，共73页，星期日，2025年，2月5日4.4测量电路电桥电路UCr1Cr2U0LLCr1CU0UCCr2UCr1CRRU0Cr1Cr2U0UP106.图4-15第48页，共73页，星期日，2025年，2月5日4.4测量电路Cr1Cr2USC放大振荡器相敏检波滤波器变压器电桥使用元件最少，桥路内阻最小，因此目前较多采用。第49页，共73页，星期日，2025年，2月5日4.4测量电路二极管双T形交流电桥P107.图4-18式4-33第50页，共73页，星期日，2025年，2月5日脉冲宽度调制电路4.4测量电路P108.图4-19第51页，共73页，星期日，2025年，2月5日脉冲宽度调制电路电压波形。4.4测量电路P108.图4-20第52页，共73页，星期日，2025年，2月5日第4章电容式传感器第1页，共73页，星期日，2025年，2月5日第2页，共73页，星期日，2025年，2月5日第3页，共73页，星期日，2025年，2月5日第4页，共73页，星期日，2025年，2月5日4电容式传感器第5页，共73页，星期日，2025年，2月5日第6页，共73页，星期日，2025年，2月5日4电