第3单元 电容式传感器

《自动检测与转换技术A》课程标准一、课程基本信息二、课程性质和任务自动检测与转换技术是自动控制、自动计量、遥感技术、人工智能、电控技术等领域的基础性学科，是自动监测控制系统信息获取、信息转换、信号处理的主要途径，是一门实验性学科, 是电气技术及自动化、自动控制等专业学生的必修专业基础课。

本课程开设一学期，教学时数为40学时，2.5学分。

本课程的任务是：使学生了解工业中常用的传感器的工作原理及适用的场合，使学生能够利用所学知识，正确选用传感器；加强动手能力的培养，结合实验环境理解教材的内容，培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的专业素质。

为后续课程的学习打下坚实的基础。

三、课程教学目标使学生掌握各种类传感器的结构、原理，达到能熟练地分析判断已有的各种类自动控制系统与传感器有关的故障，能熟练使用、更换、维护相关的传感器及配套电路，为学生未来从事专业方面实际工作的能力奠定基础。

（一）知识目标1）了解检测技术的基础概念2）使学生能够系统地学习电阻传感器、电感传感器、电容传感器、热电偶传感器、超声波传感器、光电传感器常用传感器、压电传感器、霍尔传感器等的工作原理、基本结构、测量电路和各种应用。

3）熟悉测量的基本知识和各种数据处理方法，了解检测技术的综合应用，了解自动检测技术的发展趋势（二）能力目标1）对一般检测系统中的理论及技术问题具有一定的分析能力2）掌握各种传感器在检测系统中的应用，具有选择和使用传感器的能力。

3）通过学习，使学生具有查阅资料的能力和对一般检测系统进行析的能力。

（三）素质目标1）通过本课程的讲授扩展学生本专业的知识面，提供专业素质。

2）通过实验来领会所学知识，培养了学生独立思考能力，动手能力和创新能力起到了十分重要的作用3）通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业与团队合作的基本素质。

四、课程内容与要求（学时：40 ）五、教学基本条件1、为保证理论与实际操作密切结合，本课程配有一个专用实验室。

第1篇一、引言随着科技的发展，电子称作为现代工业生产、商业交易、科研等领域的重要计量工具，其准确性和稳定性备受关注。

为了满足市场需求，本文将针对电子称系统进行深入分析，提出一种综合性的解决方案，以提升电子称的可靠性、准确性和智能化水平。

二、电子称系统概述1. 电子称的定义电子称是一种利用电子技术进行计量的设备，通过对物体重量进行测量，实现质量信息的获取。

与传统机械称相比，电子称具有精度高、响应快、操作简便等优点。

2. 电子称系统组成电子称系统主要由以下几部分组成：（1）传感器：将物体的重量转化为电信号。

（2）信号处理电路：对传感器输出的电信号进行放大、滤波、A/D转换等处理。

（3）微处理器：根据信号处理电路输出的数据，进行数据处理、运算和显示。

（4）显示器：将微处理器处理后的结果以数字或图形形式显示出来。

（5）执行机构：根据需要，对电子称进行自动调零、校准等功能。

三、电子称系统解决方案1. 传感器选型传感器是电子称系统的核心部件，其性能直接影响电子称的测量精度。

以下是几种常见的传感器选型：（1）应变片式传感器：具有灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强等特点。

（2）压阻式传感器：结构简单、成本低、易于安装。

（3）电容式传感器：具有非接触式测量、抗干扰能力强等特点。

根据实际应用需求，选择合适的传感器，以保证电子称系统的精度和可靠性。

2. 信号处理电路设计信号处理电路是电子称系统中的关键环节，其设计应满足以下要求：（1）放大电路：对传感器输出的微弱信号进行放大，提高信号幅度。

（2）滤波电路：抑制噪声干扰，提高信号质量。

（3）A/D转换电路：将模拟信号转换为数字信号，便于微处理器处理。

（4）电源电路：为电子称系统提供稳定、可靠的电源。

3. 微处理器选择与软件开发微处理器是电子称系统的核心控制单元，其性能直接关系到电子称的智能化程度。

以下是微处理器选择与软件开发的关键点：（1）微处理器选择：根据电子称系统的功能需求，选择合适的微处理器，如单片机、ARM等。

传感技术及应用课程教案第一章传感器概述§1-1 传感器与非电量测量一、非电量与非电量测量一切物质都处在永恒不停的运动之中。

物质的运动形式很多，它们通过化学现象或物理现象表现出来。

表征物质特性或其运动形式的参数很多，根据物质的电特性，可分为电量和非电量两类。

电量一般是指物理学中的电学量，如电压、电流、电阻、电容、电感等；非电量则是指除电量之外的一些参数，如压力、流量、尺寸、位移量、重量、力、速度、加速度、转速、温度、浓度、酸碱度等。

在众多的实际测量中，大多数是对非电量的测量。

在早期，非电量的测量多采用非电的测量方法，例如用尺测量长度；用秤称重量；用水银温度计测温度等等。

但随着科学技术的发展，对测量的准确度、测量速度、尤其对被测量动态变化过程的测量和远距离的检测都提出了更高的要求，原有的非电量测量方法已无法适应这一需要。

因此需要研究新的测量方法和技术。

这就是非电量的电测技术，这种技术就是用电测技术的方法去测量非电的物理量。

（或称把被测非电量转换成与非电量有一定关系的电量，再进行测量的方法）。

非电量电测技术的主要特点：1.应用了已经较为成熟和完善的电磁参数测量技术、理论和方法。

因而，非电量电测技术中的关键技术是研究如何将非电量变换成电磁量的技术——传感技术。

2.便于实现连续测量。

连续测量对于某些参数的自动测量（例如地震监测等）是十分重要的，但用非电的方法连续测量大电量却难以实现。

3.电信号容易传输（有线、无线）、转换（放大、衰减、调幅、调频、调相等）、记录、存贮和处理，便于实现遥测、巡回检测、自动测量，并能以模拟或数字方式进行显示和记录测量结果。

4.可在极宽的范围内以较快的速度对被测非电量进行准确的测量。

5. 与计算机相配合可进行传感器输出非线性的校正，误差的计算与补偿，进而使仪器智能化。

同时，也可实现某些参数的自动控制。

6.可完成用非电量方法无法完成的检测任务（如温度场测量等）。

二、非电量电测系统随着计算机技术的普及和应用，人们对传感技术的重要性有了进一步的认识，把传感器视为计算机的“五官”，推动了传感技术的发展。

《传感器技术》实验指导书权义萍南京工业大学自动化学院目录实验一金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 (3)实验二直流全桥的应用――电子秤实验 (7)实验三电容式传感器的位移特性实验 (9)实验四压电式传感器振动实验 (11)实验五直流激励时霍尔式传感器位移特性实验 (13)实验六电涡流传感器综合实验 (15)实验七光纤传感器的位移特性实验 (18)实验一金属箔式应变片单臂、半桥性能比较实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，电桥工作原理和性能。

二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。

，对单臂电桥输出电压U o1= EKε/4。

不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。

当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U O2＝EKε／2。

三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器－电子秤、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。

四、实验步骤：1、根据图（1－1）应变式传感器（电子秤）已装于应变传感器模板上。

传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。

可用万用表进行测量判别，R1＝R2＝R3＝R4＝350Ω，加热丝阻值为50Ω左右图1－1 应变式传感器安装示意图2、接入模板电源±15V（从主控台引入），检查无误后，合上主控台电源开关，将实验模板调节增益电位器R W3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正负输入端与地短接，输出端与主控台面板上数显表输入端V i相连，调节实验模板上调零电位器R W4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。

光电传感器应用技术答案【篇一：传感器课后答案】是传感器？传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。

1.2传感器的共性是什么？传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。

1.3传感器由哪几部分组成的？由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。

1.4传感器如何进行分类？（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。

（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。

（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。

（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。

（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。

（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。

1.5传感器技术的发展趋势有哪些？（1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？（1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制 (5)稳定性处理第2章传感器的基本特性2.1什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。

主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。

2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。

常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。

电容式传感器的工作原理电容式传感器是一种常用的传感器，它利用电容的变化来实现对物体的测量和检测。

在电容式传感器中，电容的变化与物体的位置、形状、介电常数等因素有关，因此可以应用于各种测量场合。

下面我们将详细介绍电容式传感器的工作原理。

首先，电容式传感器由两个电极构成，它们之间的空间形成一个电容。

当有物体靠近电容式传感器时，物体的介电常数会影响电容的数值，从而引起电容的变化。

这种变化可以通过电路进行测量和分析，从而得到物体的位置、形状等信息。

其次，电容式传感器的工作原理基于电容的计算公式，C=ε0εrA/d，其中C为电容的数值，ε0为真空中的介电常数，εr为物体的相对介电常数，A为电极的面积，d为电极之间的距离。

根据这个公式，我们可以看到电容式传感器的变化与物体的介电常数、电极的面积和距离等因素有关。

另外，电容式传感器还可以利用电容的变化来实现非接触式的测量。

由于电容式传感器不需要与物体直接接触，因此可以避免对物体造成损伤，并且可以应用于一些特殊的测量场合。

此外，电容式传感器还可以通过改变电极的布局和结构来实现不同的测量要求。

例如，可以采用平行板电容的结构来实现对平面物体的测量，也可以采用圆形电极的结构来实现对球形物体的测量。

最后，电容式传感器的工作原理还可以应用于一些特殊的领域。

例如，在微机电系统（MEMS）中，电容式传感器可以实现对微小物体的测量，从而应用于微型加速度计、压力传感器等领域。

总的来说，电容式传感器的工作原理是基于电容的变化来实现对物体的测量和检测。

它具有测量精度高、非接触式测量、结构灵活等优点，因此在工业控制、医疗诊断、环境监测等领域有着广泛的应用前景。

希望通过本文的介绍，读者对电容式传感器的工作原理有了更深入的理解。

传感器与测试技术第1章绪论1.传感器由敏感元件、转换元件和转换电路（信号调理电路）组成。

2.传感器的静态特性有非线性度、灵敏度、迟滞（回程误差）和重复性等。

第二章信号分析与处理1.按信号能量是否有限，可分为能量信号和功率信号。

2.能量信号的平均功率为零。

3.功率信号的平均功率有限。

4.周期信号中，比较傅里叶级数的两种展开式可知：（1）复指数函数形式的频谱为双边谱，三角函数形式的频谱为单边谱；（2）|Cn|=An/2 ；（3）双边幅频谱为偶函数，双边相频谱为奇函数。

5.非周期信号中，可知：（1）非周期信号的幅频谱|X（f）|是连续谱，周期信号的幅频谱|Cn| 是离散谱；（2）二者量纲不同，前者是频谱密度函数，后者是信号幅值。

6.关于奇偶虚实性的三个结论：（1）傅里叶变换不改变奇偶性；（2）偶函数变换不改变虚实性；（3）奇函数变换改变虚实性。

7.香农定理：为了避免频率混叠，以便采样后仍能准确地恢复原信号，要求fs>2 fm。

其中fs为采样频率，fm为最高频率。

第三章测量误差与数据处理1.引用误差一一表征仪器仪表测量精度。

2.误差的分类：系统误差、随机误差和粗大误差。

3.算术平均值是反映随机误差的分布中心，而标准差则反映随机误差的分布范围。

4.测量结果的最可信赖值应在残差平方和为最小的条件下求出，这就是最小二乘法原理。

5.P58页的表3-1.（1）k=1时，置信概率为0.6826.（2）k=2时，置信概率为0.9544.（3）k=3时，置信概率为0.9973.第四章测试系统的特性分析1.测试系统的静态特性（1）非线性度：标定曲线偏离其拟合直线的程度。

其中最常用的方法是最小二乘直线。

（2）灵敏度：测试系统在静态测量时被测量的单位变化量引起的输出变化量。

线性测试系统的灵敏度S为常数，静态特性曲线的斜率越大，其灵敏度越高。

装置的灵敏度越高，就越容易受外界干扰的影响，即装置的稳定性越差。

（3）迟滞（回程误差或滞后）：反映在测试过程中输入量在正行程与反行程的标定曲线不重合(4)重复性：同一个测点，测试系统按同一方向作全量程的多次重复测量时，每一次的输出量都不一样，是随机的。

一、名词解释1。

安全检测（广义）：安全检测是指借助于仪器、传感器、探测设备迅速而准确地了解生产系统与作业环境中危险因素与有毒因素的类型、危害程度、范围及动态变化的一种手段. 2.传感器：传感器是指对被测对象的某一确定的信息具有感受（或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的有用输出信号的元器件或装置。

3。

应急控制：在对危险源的可控制性进行分析之后，选出一个或几个能将危险源从事故临界状态拉回到相对安全状态，以避免事故发生或将事故的伤害、损失降至最小程度.这种具有安全防范性质的控制技术称为应急控制。

4。

预警(early warning，pre—warning)一词用于工业危险源时，可理解为系统实时检测危险源的“安全状态信息”并自动输入数据处理单元，根据其变化趋势和描述安全状态的数学模型或决策模式得到危险态势的动态数据，不断给出危险源向事故临界状态转化的瞬态过程。

由此可见，预警的实现应该有预测模型或决策模式，亦即描述危险源从相对安全的状态向事故临界状态转化的条件及其相互之间关系的表达式，由数据处理单元给出预测结果，必要时还可直接操作应急控制系统.5. 现代测试系统：以计算机为中心，采用数据采集与传感器相结合的方式，能最大限度地完成测试工作的全过程.它既能实现对信号的检测，又能对所获信号进行分析处理求得有用信息6。

传统测试系统：由传感器或某些仪表获得信号，再由专门的测试仪器对信号进行分析处理而获得有限的信息.7. 动态标定：一阶系统的时间常数，二阶系统的固有角频率与阻尼比，这些特性参数取决于系统本身固有属性，可以由理论设定，但最终必须由实验测定，称动态标定。

8。

灵敏度：在稳态情况下，输出信号的变化量与输入信号的变化量之比称为灵敏度9. 非线性度:非线性度是指在静态测量中输出与输入之间是否保持常值比例关系(线性关系)的一种量度。

即定度曲线与其拟合直线间的最大偏差(与输出同量纲)与装置的标称输出范围(全量程）的比值。

《单元1 差动变压器式传感器》教案课题单元1 差动变压器式传感器教学目的1、了解差动变压器的结构及工作原理2、掌握差动整流电路的工作原理，了解差动变压器的应用教学重点差动整流电路教学难点差动整流电路教学资源多媒体教学课件，差动变压器实物教学手段多媒体课堂教学，实物演示教学教学过程及教学内容教学方法引入模块三电感式及电容式传感器电感式或电容式传感器就是把被测量的变化转换为电感或电容的变化，然后通过对电感或电容的测量达到对非电量检测的目的。

单元1 差动变压器式传感器差动变压器式传感器是根据互感的变化来感知被检测量的。

【实物演示】差动变压器实物提纲挈领法演示展演法概念分析一、电感式传感器简述电感式传感器可分为自感式、互感式、电涡流式三大类。

自感式传感器是把被测位移量转换为线圈的自感变化；互感式传感器是把被测位移量转换为线圈间的互感变化，传感器本身是一个变压器；电涡流式传感器是把被测位移量转换为线圈的阻抗变化。

【图示】交流差动变压器式角位移传感器；GA系列差动变压器位移传感器；TD-1油动机行程阀位位移传感器二、差动变压器式传感器的工作原理1．结构可分间隙式和螺管式两种2．工作原理等效电路如图所示。

基本思想：把铁芯位移量转换成初级线圈及次级线圈互感系数的变化，图中M1、M2与位移x有关，当位移x很小时U o=k1|x | （无法判别位移方向）【动画】差动变压器原理动画【图示】差动变压器输出特性概念推演法图示讲演法概念讲演法动画演示法图示讲演法《单元2电涡流式传感器》教案《单元3电容式传感器》教案课题单元3 电容式传感器教学目的1、了解电容式传感器的工作原理及结构特点2、掌握变压器电桥的原理和脉冲宽度调制电路的特点3、了解电容传感器的调频电路，熟悉电容传感器的应用教学重点变压器电桥、差动脉冲调宽电路；电容式传感器的应用教学难点变压器电桥教学资源多媒体教学课件，电容式传感器实物教学手段多媒体课堂教学，实物演示教学教学过程及教学内容教学方法引入单元3 电容式传感器电容式传感器通过电容传感元件将被测物理量的变化转换为电容量的变化，再经测量转换电路转换为电压、电流或频率。

检测技术与仪表一、 绪论1. 检测仪表控制系统结构图：各单元作用：① 检测单元：实现控制调节作用的基础，它完成对所有被控变量的直接测量， 包括温度、压力、流量、液位、成分等；② 变送单元：将检测的温度、压力等参数转为电信号（U:1-5V 、I:4-20mA ）； ③ 显示单元：控制系统的附属单元；④ 调节单元：完成调节控制规律的运算,调节单元采用的常规控制规律PID 调节 ⑤ 执行单元：实施控制策略的执行机构，有电动、气动、液动等方式。

2. 基本概念：测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限，简称下限和上限。

下限又趁称为零点； 量程: 测量上限值－测量下限值。

3. 标尺特性曲线：零点的变化称为零点迁移，而量程的变化（斜率）则称为量程迁移。

通过仪表的标尺特性来反映标尺特性：以被测变量值相对于量程的百分数为横坐标记为X ，以仪表指针位移或转角相对于标尺长度的百分数为纵坐标记为Y可得仪表的标尺特性曲线X－Y线段1（OB红）：理想型；（0，100%）线段2（绿）：测量范围（0，75%），标尺特性：零点迁移（K不变）；线段3（黄）：测量范围（0，70%），标尺特性：量程迁移（K变大，更灵敏）；线段4（蓝）：测量范围（0，100%），标尺有效范围（0，71.4%），量程迁移（K变小）4.灵敏度K=（标尺特性为曲线时，K为切线斜率）5.误差：①被测真值（约定真值）：真实的理论值；②绝对误差＝示值－约定真值；③相对误差=绝对误差真值；④引用误差=绝对误差量程；⑤最大引用误差Qmax=最大绝对误差量程，（最大绝对误差指量程内）仪表精度为最大引用误差不带%(精度等级：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0，数越小精度越高)P10例1-1，1-2，作业题二、误差分析基础1．平n为测量次数，Mi为测量示值；2．准确度：δ=A-A0，（测量值与真值的偏差）n足够大，A0则接近真值3．残差（残余误差）：各测量值与平均值的差：vi=Mi-A，∑vi=04.精密度：即标准差（表示测量值间差异）图一：准高(好像不是很高)、精低；图二：准低、精高；图三：都高Array左图：A为被测量的真值，Aa、Ab为两种测量方法测得数据的平均值，分析得知：曲线1表示准确却不精密（误差小，标准误差大）；曲线2表示精密却不准确（误差大，标准误差小）。

电压传感器的原理和应用电压传感器是一种将电压信号转换为可被测量和处理的电信号的设备。

它常用于各种电气和电子系统中，以监测、控制和保护电压。

本文将介绍电压传感器的工作原理以及它在不同领域的应用。

一、工作原理电压传感器的工作原理基于电荷和电场的相互作用。

当电压被施加到传感器的输入端时，会在传感器内部产生电荷。

这些电荷会通过传感器的导线或电介质传输到传感器的输出端。

输出端接收到电荷后，会根据一定的规则将电荷转换为相应的电信号，以便接收设备进行测量和分析。

两种常见的电压传感器类型是电容式和电势式传感器。

1. 电容式传感器电容式传感器利用两个电极之间的电容变化来测量电压。

当电压变化时，电容值也会发生相应的变化。

电容式传感器会根据电容变化来输出电信号，从而反映电压变化的大小。

2. 电势式传感器电势式传感器通过测量两个电极之间的电势差来测量电压。

它基于欧姆定律，利用电势差与电流和电阻之间的关系进行计算。

电势式传感器可以将电势差转换为电流或电压信号输出。

二、应用领域电压传感器在许多领域中具有广泛的应用。

以下是其中一些主要应用领域的简要介绍：1. 电力系统监测在电力系统中，电压传感器用于监测电网的电压水平、频率和相位。

它们常用于变电站、发电厂和配电系统中，以确保电力系统的稳定运行。

通过监测电压，可以及时检测并纠正潜在的电力问题，如电压异常、电压波动和电压失调。

2. 工业自动化在工业自动化中，电压传感器用于测量和控制各种电气设备和工艺参数。

它们常用于电机控制、电源管理、电池监测和电力质量分析等方面。

通过监测电压，可以实现设备的高效运行和生产过程的稳定控制。

3. 汽车电子在汽车电子领域，电压传感器被广泛应用于车辆的电气系统和电子控制单元（ECU）中。

它们用于测量和监测车辆的电池电压、充电系统、电动机和发电机等部件。

通过监测电压，可以确保车辆电气系统的正常工作，并提供相关信息给驾驶员或其他系统。

4. 新能源技术随着新能源技术的发展，电压传感器在太阳能、风能和电动车领域的应用越来越重要。

电容式传感器原理
电容式传感器利用物体与电容之间的关系来实现测量。

其基本原理是根据物体与电容之间的接触面积和距离的变化来改变电容值。

传感器通常由两个金属板构成，中间夹有一层绝缘材料。

一个金属板作为感测电极，另一个金属板作为参考电极。

当物体接触感测电极时，物体和感测电极之间形成一对电容。

当物体靠近感测电极时，电容的值增加；当物体远离感测电极时，电容的值减小。

这是因为物体的接触面积和电容板之间的距离直接影响了电容值的大小。

为了测量电容值的变化，传感器通常会与一个电容计结合使用。

电容计通过测量电容的大小来确定物体与感测电极之间的接触面积和距离。

电容式传感器具有许多优点，如高灵敏度、精确度和可靠性。

它们可以用于各种应用，如接触式触摸屏、液位测量、物体检测等。

综上所述，电容式传感器利用物体与电容之间接触面积和距离的变化来测量。

它们具有高灵敏度和精确度，并可广泛应用于许多领域。

《智能传感与检测》课程教学大纲一、课程基本信息（四号黑体）二、课程目标（四号黑体）（一）总体目标：（小四号黑体）《智能传感器与检测》智能制造工程专业的专业基础课程。

本课程理论严谨,逻辑性强、运用了一定数学分析方法、结合实验来进行测控系统的分析和传感器的应用、同时和工程实际有密切的联系。

通过本课程的学习，应使学生掌握误差分析与系统特性分析技术的基本理论、结构性传感器、物性型传感器、固态传感器、其它智能传感器的基本原理、基本特性和测量电路等，以及压力检测、温度检测以及机械量检测等相关以具体检测物理量为目的的检测方案，使学生掌握智能检测系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的智能传感器，并能够对智能检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理，为后续课程的学习打下厚实的基础；并提高对智能测控系统进行分析和解决工程测量问题的能力；树立理论联系实际的科学作风。

（二）课程目标：（小四号黑体）（课程目标规定某一阶段的学生通过课程学习以后，在发展德、智、体、美、劳等方面期望实现的程度，它是确定课程内容、教学目标和教学方法的基础。

）（五号宋体）课程目标1：知识与技能目标1.1 知识目标通过智能传感器与检测技术的学习，应使学生系统地掌握智能传感器的工作原理、基本结构、测量电路及各种应用，熟悉非电量测量的基本知识及误差处理方法，熟悉智能制造过程主要参数的检测方法，了解智能传感器的发展趋势机器在智能制造和科学技术方面的广泛应用，具有正确应用智能传感器的能力。

1.2 能力目标锻炼学生应用各种手段查阅文献资料、获取信息、拓展知识领域、继续学习并提高业务水平的能力；通过实验环节，使学生更牢固的掌握理论知识和实操能力，培养严谨求实的作风、解决实际问题的能力以及初步的设计能力。

课程目标2：方法与过程目标2.1 方法目标课程内容分为三大块：基础理论、典型智能传感器原理与应用以及典型参量的测试。

在基础理论部分，采取“以兴趣为核心”的方式，让学生以从感兴趣和有亲身感知的事件中由实践到理论，从工程实际到科学认识传感器；再分门别类讲述每种传感器，由于传感器涉及知识面广、种类多、发展快，在讲解每种传感器时在内容的组织和讲解上采用基本相同的知识线路：传感器工作原理→分类及结构→工作特性参数→误差及补偿→基本信号调理电路→应用示例，这样有利于学生掌握重点内容，同时采取“以问题为核心”的方式，从科学到工程，引导学生对传感器工作原理进行探究，根据工程需要对科学问题进行提炼；在典型参量测试部分，采取“以案例或课题为核心”的方式，从科学到工程，从单元构建系统，进行设计学习。

电容式传感器位移特性实验报告篇一：实验十一电容式传感器的位移特性实验实验十一电容式传感器的位移特性实验一、实验目的：了解电容传感器的结构及特点二、实验仪器：电容传感器、电容传感器模块、测微头、数显直流电压表、直流稳压电源三、实验原理：电容式传感器是指能将被测物理量的变化转换为电容量变化的一种传感器它实质上是具有一个可变参数的电容器。

利用平板电容器原理：C??Sd??0??r?Sd（11-1）0真空介电常数，εr介质相对介电常数，由式中，S为极板面积，d为极板间距离，ε此可以看出当被测物理量使S、d 或εr发生变化时，电容量C随之发生改变，如果保持其中两个参数不变而仅改变另一参数，就可以将该参数的变化单值地转换为电容量的变化。

所以电容传感器可以分为三种类型：改变极间距离的变间隙式，改变极板面积的变面积式和改变介质电常数的变介电常数式。

这里采用变面积式，如图11-1两只平板电容器共享一个下极板，当下极板随被测物体移动时，两只电容器上下极板的有效面积一只增大，一只减小，将三个极板用导线引出，形成差动电容输出。

四、实验内容与步骤1．按图11-2将电容传感器安装在电容传感器模块上，将传感器引线插入实验模块插座中。

2．将电容传感器模块的输出UO接到数显直流电压表。

3．接入±15V电源，合上主控台电源开关，将电容传感器调至中间位置，调节Rw，使得数显直流电压表显示为0（选择2V档）。

（Rw确定后不能改动）4．旋动测微头推进电容传感器的共享极板（下极板），每隔记下位移量X与输出电压值V的变化，填入下表11-1五、实验报告：1．根据表11-1的数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差δf。

六、实验数据曲线图：VX篇二：电涡流传感器的位移特性实验报告实验十九电涡流传感器的位移特性实验一、实验目的了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。

二、实验仪器电涡流传感器、铁圆盘、电涡流传感器模块、测微头、直流稳压电源、数显直流电压表三、实验原理通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。