石大传感器原理及应用课件第4章 电容式传感器_第1页
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第四章电容式传感器工作原理和基本类型测量电路应用趣味小制作1简介电容式传感器是将被测非电量（如尺寸、压力等）的变化转换为电容量变化的一种传感器。

压差变送器

接近开关

三轴加速度传感器

物位开关

2工作原理

不考虑边缘效应，其电容量为电容式传感器根据原理可分为：变面积型、变极距型和变介电常数型。3变面积型电容传感器

平面形直线位移式圆柱形直线位移式角位移式4变极距型和变介电常数型变极距型变介电常数型5测量转换电路-电桥

Cx为电容传感器，没有变化时，输出电压U0=0。Cx变化时，U0≠0，由此可测得电容的变化值。相邻的两臂接入差动式电容传感器。空载时的输出电压为

6差动脉冲调宽测量转换电路初始时，C1＝C2，输出电压平均值为零。测量时，C1≠C2

，输出电压Uo与电容的差值成正比。

7差动脉冲调宽测量转换电路与电桥电路相比，差动脉宽电路只采用直流电源，不需要振荡器，只要配一个低通滤波器就能工作，对矩形波波形质量要求不高，线性较好，不过对直流电源的电压稳定度要求较高。

8运算放大器式测量转换电路

输出电压如果传感器为平板形电容器，则

此电路能解决变极距型电容式传感器的非线性问题

9调频式测量转换电路

当输入量导致传感器的电容量发生变化时，振荡器的振荡频率也相应地变化，即振荡器频率受传感器输出电容的调制，故称调频式。在实现了电容到频率的转换后，再用鉴频器把频率的变化转换为幅度的变化，经放大后输出，进行显示和纪录

10应用

-电容式测厚仪

在被测带材的上下两侧各装设一块面积相等且与带材距离相等的极板，这样两极板与带材之间形成两个电容C1、C2。

1-带材2-轧辊3-工作电极

带材在轧制过程中若发生厚度变化，将引起电容的变化，再用交流电桥将电容的变化检测出来，经过放大，即可由显示仪表显示出带材厚度的变化。

11电容式油量表油箱电容传感器同轴连接器刻度盘伺服电动机液位传感器

12电容式压差传感器

1-硅油2-隔离膜3-焊接密封圈4-测量膜片（动电极）5-固定电极

结构

外形

应用测量液位

13电容式加速度传感器

结构

1-定极板

2-质量块

3-绝缘体

4-弹簧片

钻地导弹

轿车安全气囊14电容式湿度传感器以铝棒和能渗透水的黄金膜为极板，极板间充以氧化铝微孔介质。多孔氧化铝可以从含有水分的气体中吸收水蒸气或从含水液体介质中吸收水分，吸水以后，极板间的介电常数ε发生变化，电容量随之改变。

1-电极引线2-铝棒

3-多孔氧化铝4-黄金膜15电容式指纹识别传感器笔记本指纹识别

汽车防盗指纹识别

指纹识别手机

16趣味小制作－电容式接近开关电阻电容三极管二极管电感继电器电极片电源开关、导线。

17制作提示为了较好地演示制作好的电路，将继电器触点（虚线所连的触点）所在的控制电路接上，为了直观，控制对象可选择灯或喇叭

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