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文档简介
5 2电容式传感器的灵敏度及非线性 由以上分析可知 除变极距型电容传感器外 其它几种形式传感器的输入量与输出电容量之间的关系均为线性的 故只讨论变极距型平板电容传感器的灵敏度及非线性 由式 5 4 可知 电容的相对变化量为 当 时 则上式可按泰勒级数展开 故得 由式 5 14 可见 输出电容的相对变化量 C C与输入位移 d之间呈非线性关系 当 d d01时 可略去高次项 得到近似的线性 电容传感器的灵敏度为 灵敏度随极板间距的增大而减小 如果考虑式 5 14 中的线性项与二次项 则 由此可得出传感器的相对非线性误差为 由式 5 16 与式 5 18 可以看出 要提高灵敏度 应减小起始间隙d0 但非线性误差却随着d0的减小而增大 在实际应用中 为了提高灵敏度 减小非线性误差 大都采用差动式结构 图5 9是变极距型差动平板式电容传感器结构示意图 在差动式平板电容器中 当动极板位移 d时 电容器C1的间隙d1变为d0 d 电容器C2的间隙d2变为d0 d 则 C1 C0 在 d d 1时 则按级数展开 电容值总的变化量为 电容值相对变化量为 略去高次项 则与近似成为如下的线性关系 如果只考虑式 5 24 中的线性项和三次项 则电容式传感器的相对非线性误差近似为 可见 电容式传感器做成差动式结构后 非线性误差大大降低了 而灵敏度比单极距电容传感器提高了一倍 与此同时 差动式电容传感器还能减小
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