第二讲位移传感器PPT课件
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1图4 - 1 平板式电容器δ,ε三个参数中任何一项发生变化时,电容量就要随之发生变化。
- 2所示。
图中(a)、)也可做成差分式。
图是与被测物相连的可动板,当被测物体带动发生位移时,就改变了可动板与固定板之间的相互遮盖)所示的平板式单边直线位移式传感器,234 - 2 变面积型电容式传感器结构原理图(a )单边直线位移式 (b )单边角位移式 (c )差分式式中,b ——极板宽度a ——极板起始遮盖长度 Δa ——动极板位移量ε——两极板间介质的介电常数 δ——两极板间的距离 C 0——初始电容量这种平极单边直线位移传感器的灵敏度S 为S = ΔC / d x = ε b / δ = 常数对于如图4 - 2(b )所示的单边角位移型传感器,若忽略边缘效应,则电容变化量为()ααδαδααδαΔ2Δ2Δ2022C r εrεr εC ==--=∆式中,α——覆盖面积对应的中心角度 r ——极板半经∆α——动极板的角位移量 这种单边角位移式传感器的灵敏度为δθπd Δ0A εC S == 式中,A ——电容器起始覆盖面积4图4 - 3 变极距型电容式传感器结构原理图(a )被测物与可动极板相连 (b )被测物为可动极板 (c )差分式设极板面积为A ,初始距离为δ0,以空气为介质时,电容量为C 0 = ε0A / δ0。
当间隙δ0减小 ∆δ变为δ时(设 ∆δ << δ0),电容C 0增加 ∆变为C ,即()()000001δδδδε/C A C C C ∆-=∆-=∆+= 电容C 与间隙δ之间的变化特性如图4 - 4所示。
电容式传感器的灵敏度用S 表示,其计算公式为2d d δεδAC S == 在实际应用时,为了改善其非线性、提高灵敏度和减小外界的影响,通常采用图4 - (c )所示的差分式结构。
这种差分式传感器与非差分式的相比,灵敏度可提高一倍,并且非线性误差可大大降低。
差分式电容式传感器的灵敏度计算公式为S (差)= ∆C / C = 2∆δ / δ。