傳感器檢測實訓裝置

實驗二十一  電容式傳感器的位移特性實驗

一、實驗?zāi)康模?/span>

了解電容傳感器的結(jié)構(gòu)及特點

二、實驗儀器：

電容傳感器、電容傳感器模塊、測微頭、數(shù)顯直流電壓表、直流穩(wěn)壓電源、絕緣護套

三、實驗原理：

電容式傳感器是指能將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器它實質(zhì)上是具有一個可變參數(shù)的電容器。利用平板電容器原理：

                                                          （21-1）

式中，S為極板面積，d為極板間距離，ε₀真空介電常數(shù)，ε_r介質(zhì)相對介電常數(shù)，由此可以看出當被測物理量使S、d或ε_r發(fā)生變化時，電容量C隨之發(fā)生改變，如果保持其中兩個參數(shù)不變而僅改變另一參數(shù)，就可以將該參數(shù)的變化單值地轉(zhuǎn)換為電容量的變化。所以電容傳感器可以分為三種類型：改變極間距離的變間隙式，改變極板面積的變面積式和改變介質(zhì)電常數(shù)的變介電常數(shù)式。這里采用變面積式，如圖11-1兩只平板電容器共享一個下極板，當下極板隨被測物體移動時，兩只電容器上下極板的有效面積一只增大，一只減小，將三個極板用導線引出，形成差動電容輸出。

 

                                          圖21-1

四、實驗內(nèi)容與步驟

1．按圖21-2將電容傳感器安裝在電容傳感器模塊上，將傳感器引線插入實驗?zāi)�塊插座中。

 

圖21-2

2．將電容傳感器模塊的輸出U_O接到數(shù)顯直流電壓表。

3．接入±15V電源，合上主控臺電源開關(guān)，將電容傳感器調(diào)至中間位置，調(diào)節(jié)Rw，使得數(shù)顯直流電壓表顯示為0（選擇2V檔）。（Rw確定后不能改動）

4．旋動測微頭推進電容傳感器的共享極板（下極板），每隔0.2mm記下位移量X與輸出電壓值V的變化，填入下表21-1

X(mm)
V(mV)

五、實驗報告： 

1．根據(jù)表21-1的數(shù)據(jù)計算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差δ_f。

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