第六章电容式传感器
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第6章电容式传感器一、单项选择题1、如将变面积型电容式传感器接成差动形式,则其灵敏度将()。
A. 保持不变B.增大一倍C. 减小一倍D.增大两倍2、差动电容传感器采用脉冲调宽电路作测量电路时,其输出电压正比于()。
A.C1-C2 B. C1-C2/C1+C2C. C1+C2/C1-C2D. ΔC1/C1+ΔC2/C23、当变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离d0增加时,将引起传感器的()A.灵敏度K0增加B.灵敏度K0不变C.非线性误差增加D.非线性误差减小4、当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时,将引起传感器的()。
A.灵敏度会增加 B.灵敏度会减小C.非线性误差增加 D.非线性误差不变5、用电容式传感器测量固体或液体物位时,应该选用()。
A.变间隙式 B.变面积式C.变介电常数式 D.空气介质变间隙式6、电容式传感器通常用来测量()。
A.交流电流 B.电场强度 C.重量 D.位移7、电容式传感器可以测量()。
A.压力 B.加速度 C.电场强度 D.交流电压8、电容式传感器等效电路不包括()。
A. 串联电阻B. 谐振回路C. 并联损耗电阻D. 不等位电阻9、关于差动脉冲宽度调制电路的说法正确的是()。
A. 适用于变极板距离和变介质型差动电容传感器B. 适用于变极板距离差动电容传感器且为线性特性C. 适用于变极板距离差动电容传感器且为非线性特性D. 适用于变面积型差动电容传感器且为线性特性10、下列不属于电容式传感器测量电路的是()A.调频测量电路 B.运算放大器电路C.脉冲宽度调制电路 D.相敏检波电路11、在二极管双T型交流电桥中输出的电压U的大小与()相关A.仅电源电压的幅值和频率B.电源电压幅值、频率及T型网络电容C1和C2大小C.仅T型网络电容C1和C2大小D.电源电压幅值和频率及T型网络电容C1大小12、电容式传感器做成差动结构后,灵敏度提高了()倍A.1 B.2 C.3 D.0二、多项选择题1、极距变化型电容式传感器,其灵敏度与极距()。
电容式传感器原理
电容式传感器是一种常见的传感器类型,利用物体与电极之间的电容变化来测量物体的位置或运动。
它们通常用于测量机器人的位置、汽车的悬挂位置以及其他需要精准测量的应用中。
电容式传感器的原理是通过测量电容器的电容来测量物体位置
或运动。
电容器由两个平板电极组成,它们之间有一定的距离。
当两个电极之间有一个物体时,它会对电容器的电容产生影响。
具体来说,物体与电极之间的距离越近,电容器的电容就越大。
反之,距离越远,电容就越小。
为了测量电容值,电容式传感器通常会将电容器连接到一个电荷放大器。
这可以放大电容值的变化,并将其转换为电压或电流信号。
这些信号可以被读取并用于计算物体的位置或运动。
电容式传感器的优点是它们可以提供非常高的精度和重复性。
此外,它们可以快速响应变化,并且可以在广泛的温度范围内工作。
然而,电容式传感器也有一些限制,例如对电极之间的距离的限制以及受到电磁干扰的影响。
总之,电容式传感器是一种强大的工具,可以用于许多精密测量应用。
它们可以提供高精度的测量结果,并且可以在广泛的应用中使用,从机器人到汽车悬架。
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电容式传感器电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件,将被测物理量或机械量转换成为电容量变化的一种转换装置,实际上就是一个具有可变参数的电容器。
电容式传感器广泛用于位移、角度、振动、速度、压力、成分分析、介质特性等方面的测量。
最常用的是平行板型电容器或圆筒型电容器。
[1]中文名;电容式传感器;外文名capacitive type transducer电容计算公式:εS/d应用:测量简介70年代末以来,随着集成电路技术的发展,出现了与微型测量仪表封装在一起的电容式传感器。
这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小,使其固有的缺点得到克服。
电容式传感器是一种用途极广,很有发展潜力的传感器。
典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。
当薄膜受压力作用时,薄膜会发生一定的变形,因此,上下电极之间的距离发生一定的变化,从而使电容发生变化。
但电容式压力传感器的电容与上下电极之间的距离的关系是非线性关系,因此,要用具有补偿功能的测量电路对输出电容进行非线性补偿。
原理电容式传感器也常常被人们称为电容式物位计,电容式物位计的电容检测元件是根据圆筒形电容器原理进行工作的,电容器由两个绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成,在两筒之间充以介电常数为ε的电解质时,两圆筒间的电容量为式中L为两筒相互重合部分的长度;D为外筒电极的直径;d为内筒电极的直径;e为中间介质的电介常数。
在实际测量中D、d、e是基本不变的,故测得C即可知道液位的高低,这也是电容式传感器具有使用方便,结构简单和灵敏度高,价格便宜等特点的原因之一。
电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件,由于被测量变化将导致电容器电容量变化,通过测量电路,可把电容量的变化转换为电信号输出。
测知电信号的大小,可判断被测量的大小。
这就是电容式传感器的基本工作原理。
[2]分类根据传感器的工作原理可把电容式传感器分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。
根据传感器的结构可把电容式传感器分为三种类型的结构形式。
第6章电容式传感器一、单项选择题1、如将变面积型电容式传感器接成差动形式,则其灵敏度将()。
A. 保持不变B.增大一倍C. 减小一倍D.增大两倍2、差动电容传感器采用脉冲调宽电路作测量电路时,其输出电压正比于()。
A.C1-C2 B. C1-C2/C1+C2C. C1+C2/C1-C2D. ΔC1/C1+ΔC2/C23、当变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离d0增加时,将引起传感器的()A.灵敏度K0增加 B.灵敏度K0不变C.非线性误差增加 D.非线性误差减小4、当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时,将引起传感器的()。
A.灵敏度会增加 B.灵敏度会减小C.非线性误差增加 D.非线性误差不变5、用电容式传感器测量固体或液体物位时,应该选用()。
A.变间隙式 B.变面积式C.变介电常数式 D.空气介质变间隙式6、电容式传感器通常用来测量()。
A.交流电流 B.电场强度 C.重量 D.位移7、电容式传感器可以测量()。
A.压力 B.加速度 C.电场强度 D.交流电压8、电容式传感器等效电路不包括()。
A. 串联电阻B. 谐振回路C. 并联损耗电阻D. 不等位电阻9、关于差动脉冲宽度调制电路的说确的是()。
A. 适用于变极板距离和变介质型差动电容传感器B. 适用于变极板距离差动电容传感器且为线性特性C. 适用于变极板距离差动电容传感器且为非线性特性D. 适用于变面积型差动电容传感器且为线性特性10、下列不属于电容式传感器测量电路的是()A.调频测量电路 B.运算放大器电路C.脉冲宽度调制电路 D.相敏检波电路11、在二极管双T型交流电桥中输出的电压U的大小与()相关A.仅电源电压的幅值和频率B.电源电压幅值、频率及T型网络电容C1和C2大小C.仅T型网络电容C1和C2大小D.电源电压幅值和频率及T型网络电容C1大小12、电容式传感器做成差动结构后,灵敏度提高了()倍A.1 B.2 C.3 D.0二、多项选择题1、极距变化型电容式传感器,其灵敏度与极距()。
第1节传感器及其工作原理1.传感器按照一定的规律把非电学量转化为电学量,可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。
2.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
3.热敏电阻和金属热电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。
4.电容式位移传感器能把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量。
5.霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
一、传感器1.传感器的定义能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等物理量,并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的另一个物理量(通常是电压、电流等电学量),或转换为电路的通断的元件。
2.非电学量转换为电学量的意义把非电学量转换为电学量,可以方便地进行测量、传输、处理和控制。
二、光敏电阻1.特点光照越强,电阻越小。
2.原因无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性变好。
3.作用把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
三、热敏电阻和金属热电阻1.热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成,其电阻值随温度的变化明显,温度升高电阻减小,如图所示为某一热敏电阻的电阻值随温度变化的特性曲线。
2.金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而增大,这样的电阻也可以制作温度传感器,称为热电阻,如图所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。
四、霍尔元件1.霍尔元件如图所示,在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上,制作四个电极E 、F 、M 、N ,它就成为一个霍尔元件。
霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
2.霍尔电压U H =k IB d(1)其中d 为薄片的厚度,k 为霍尔系数,其大小与薄片的材料有关。
(2)一个霍尔元件的厚度d 、霍尔系数k 为定值,再保持I 恒定,则U H 的变化就与B 成正比,因此霍尔元件又称磁敏元件。
1.自主思考——判一判(1)所有传感器的材料都是由半导体材料做成的。
(×)(2)传感器是把非电学量转换为电学量的元件。
电容式传感器的工作原理
电容式传感器是一种基于电容原理来检测环境参数变化的传感器。
其工作原理是利用电容器的两个带电极板之间的电场变化来确定外部环境的变化。
当电容式传感器处于静止状态时,电容器的两个带电极板之间形成一个稳定的电场。
此时,两个带电极板之间的电场强度是一定的。
当外部环境发生变化时,比如物体靠近或远离传感器,或是环境温度变化,会导致电容器的电场发生变化。
当有物体靠近传感器时,物体会对电容器的电场产生影响,使电场线密集,电场强度增加;而当物体远离传感器时,电场线稀疏,电场强度减小。
这样的变化会导致电容器的电容值发生相应变化。
通过测量电容值的变化,可以确定外部环境的变化。
一般情况下,电容式传感器会将电容值的变化转换成对应的电压或电流信号,并进一步处理和解读,以获取所需的环境参数信息。
需要注意的是,电容式传感器的工作需要一个恒定的电源供应以及合适的信号处理电路。
同时,在使用过程中还需要考虑到环境因素对电容值的影响,比如温度变化、湿度变化等,这些因素会造成一定的误差。
综上所述,电容式传感器通过测量电容值的变化来检测外部环境的参数变化,是一种常用的传感器类型。
它具有响应速度快、精度高等优点,在很多领域都有广泛的应用。
电容式加速度传感器原理
电容式加速度传感器利用电容的原理来测量加速度。
其基本原理是通过在传感器内部放置一组并联的电容器来实现。
这组电容器通常由两个平行板组成,平行板之间的距离可以随加速度的变化而变化。
当传感器受到加速度作用时,由于质量的惯性作用,电容器中间的两个平行板会相对移动。
这个运动会导致平行板之间的距离发生变化,从而导致电容值发生变化。
变化后的电容值可以通过连接到电容式传感器的电路来测量。
传感器电路中通常有一个稳定的参考电容,它与传感器电容组成一个容抗式电路。
通过测量这个电路的频率或相位差变化,可以间接地得到电容的变化量,从而计算出加速度的大小。
为了提高测量精度,电容式加速度传感器通常通过负反馈电路来进行校准和补偿。
通过对比实际测量值和参考值的差异,可以进行精确的修正,以消除测量误差。
总的来说,电容式加速度传感器利用电容的变化来测量加速度。
通过测量电容变化,可以得到加速度的大小。
这种传感器具有结构简单、响应快、精度高等优点,广泛应用于各种领域中的加速度测量和控制系统中。
电容式传感器是一种常用于测量物理量(如位移、温度、压力等)的传感器。
它的工作原理是利用电容的变化来测量物理量。
电容式传感器的基本结构通常是由两个导电板(或金属片)和一个介质(如空气、液体或固体)组成。
当物理量变化时,导电板之间的距离也会发生变化,从而影响电容的大小。
当物理量变化时,电容式传感器的电容会发生相应的变化,该变化可以通过检测电容值的变化来间接测量物理量。
电容式传感器可以通过不同的结构形式来测量不同的物理量,如位移传感器、压力传感器、温度传感器等。
电容式传感器具有高灵敏度、高稳定性、长寿命等优点,在工业、汽车、航空、军事等领域有广泛应用。
电容式传感器的工作原理可以分为以下几步:
1 电容配置: 电容式传感器的电容是通过导电板与介质之间的距
离来配置的。
2 变化检测: 当物理量变化时,导电板之间的距离也会发生变化,
从而影响电容的大小。
这种变化可以通过配置在电容上的电路来检测。
3 电压变化: 电容变化会导致电压变化,这种电压变化可以通过放
大电路来放大。
4 信号输出: 最终,电容式传感器会将检测到的信号输出给控制器
或数据采集系统。
电容式传感器的工作原理主要是利用电容变化来测量物理量,通
过电容变化来感知物理量的变化。
电容式传感器简单灵敏,可靠性高,抗干扰性好,且具有高稳定性和长寿命,因此在工业、汽车、航空、军事等领域有广泛应用。