电容式传感器.ppt

6.2.3脉冲宽度调制电路uAuBuABtttU1U1U0000T10UcuFtT20UcuGt输出电压uAB经低通滤波后,便可得到一直流输出电压Uo,值为A、B两点电压平均值uA与uB之差，即式中:T1、T2分别为C1、C2充至Uc需要的时间,即A点和B点的脉冲宽度;U1为触发器输出的高电位。第30页，共62页，星期日，2025年，2月5日6.2.3脉冲宽度调制电路设双稳态触发器输出高电平U1，低电平0,R1=R2当d1=d0-Δd,d2=d0+Δd时,有直流输出电压uAB与极距变化量成正比。或第31页，共62页，星期日，2025年，2月5日6.2.3脉冲宽度调制电路对于差动式变极距型电容式传感器,对于差动式变面积型电容式传感器,(6-29)(6-30)第32页，共62页，星期日，2025年，2月5日6.2.4电桥电路交流电桥的多种形式第33页，共62页，星期日，2025年，2月5日变压器电桥电路第34页，共62页，星期日，2025年，2月5日缺点：由于电路输出为交流电，应进行相敏检波后，才能辨别位移方向。对于变间隙式差分电容传感器经分析推导可得：优点：把变间隙式电容传感器的位移与电容的非线性关系转化为位移与输出电压的线性关系。可得：第35页，共62页，星期日，2025年，2月5日电容式传感器的优点：(1)输入能量小而灵敏度高。(2)精度高达0.01%。(3)动态特型好，适合测量动态参数。(4)能量损耗小。(5)结构简单，环境适应性好(高温、辐射等)缺点：电缆分布电容影响大。集成电路、双屏蔽传输电缆等——降低分布电容影响。广泛用于位移、压力、流量、液位等测量。6.3电容式传感器的应用第36页，共62页，星期日，2025年，2月5日第37页，共62页，星期日，2025年，2月5日电容式传感器的应用举例1.电容式料位计用于水泥、化工、罐装等传感器静电容：电容测深度、角度第38页，共62页，星期日，2025年，2月5日高压侧进气口低压侧进气口电子线路位置内部不锈钢膜片的位置电容式差压变送器外形图第39页，共62页，星期日，2025年，2月5日电容式传感器的应用举例．电容式压力传感器???电容式传感器电容传感器盒膜结构片P2玻璃盘镀金层金属膜片C2电极引线p1C1第40页，共62页，星期日，2025年，2月5日电容式传感器的应用举例电容式压力传感器结构：测量膜片（金属弹性膜片）——动片；两个玻璃球面上镀有金属——定片；膜片两侧左右两定中充满硅油。工作过程：当两室分别承受低压（PL）和高压（PH）时，硅油能将压差传递到测量膜片，第41页，共62页，星期日，2025年，2月5日电容式传感器的应用举例电容式压力传感器当PH=PL时，膜片处于中间位置，C1=C2；当有差压作用时，测量膜片产生形变：PHPL时，膜片PL向弯曲，C1C2，；PHPL时，膜片PH向弯曲，C1C2；将这种电容变化通过电路转换为电压变化第42页，共62页，星期日，2025年，2月5日第43页，共62页，星期日，2025年，2月5日各种电容式差压变送器外形图第44页，共62页，星期日，2025年，2月5日第6章电容式传感器第1页，共62页，星期日，2025年，2月5日概述???????电容式传感器电容式接近开关电容式指纹传感器电容式变送器差压传感器各种电容式传感器第2页，共62页，星期日，2025年，2月5日概述???????电容式传感器电容式传感器典型应用硅微电容式传感器测量管道液位高度第3页，共62页，星期日，2025年，2月5日第4页，共62页，星期日，2025年，2月5日概述??????电容式传感器电容式传感器的特点是：小功率、高阻抗;本身发热影响小;电容器小几十～几百微法，具有高输出阻抗;静电引力小（极板间），工作所需作用力很小；可动质量小,具有高的固有频率动态响应特性好；可进行非接触测量。传统电容式传感器主要用于位移、振动、角度、加速度等机械量精密测量。现逐渐应用于压力、压差、液面、成份含量等方面的测量。第5页，共62页，星期日，2025年，2月5日6.1电容式传感器的工作原理和结构