电容式传感器产生误差的因素有几个怎么消除.ppt

第5章电容式传感器 班别 12机电1班姓名 龙永康学号 30 2 电容式传感器产生误差的因素有几个 怎么消除 1 温度对结构尺寸的影响2 温度对介电常数的影响3 漏电阻的影响4 边缘效应与寄生参量的影响 消除方法 1 环境温度的改变将引起电容式传感器各组成部分的集合尺寸和相互位置的变化 从而导致电容式传感器产生温度附加误差 这个误差尤其在检测间隙变化的电容式传感器中更为严重因为它的初始间隙很小 所以必须保持环境温度的平衡 2 电容式传感器的电容值与介质的介电常数成正比 因此对于介电常数的温度系数不为零的传感器 温度的变化必然会引起传感器电容值的改变 从而造成温度附加误差 3 电容式传感器的容抗都很高 特别是当激励频率较低时 当两极间总的漏电阻与容抗相近时 就必须考虑分路作用对整个系统总灵敏度的影响 它将使传感器的灵敏度下4 边缘效应使设计计算复杂化 产生非线性及降低传感器的灵敏度 消除和减小的方法是在结构上增设防护电极 防护电极必须与备防护电极取相同的电位 尽量使它们同为地电位 4 什么是电容式限位液位计 工作原理 图片 电容式限位液位计是依据电容感应原理 当被测介质浸汲测量电极的高度变化时 引起其电容变化 它可将各种物位 液位介质高度的变化转换成标准电流信号 远传至操作控制室供二次仪表或计算机装置进行集中显示 报警或自动控制 其良好的结构及安装方式可适用于高温 高压 强腐蚀 易结晶 防堵塞 防冷冻及固体粉状 粒状物料 工作原理 液位计是一根金属棒插入盛液容器内 金属棒作为电容的一个极 容器壁作为电容的另一极 电容式液位计原理是采用测量电容的变化来测量液面的高低的 它两电极间的介质即为液体及其上面的气体 由于液体的介电常数 1和液面上的介电常数 2不同 比如 1 2 则当液位升高时 两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大 反之当液位下降 值减小 电容量也减小 6 钻地导弹如何实现延时爆炸 钻地弹的引信可以保证钻地弹平时处于保险状态 不发生爆炸 当钻进地下一定深度后 能按特定的指令工作 以便适时引爆弹头 产生爆炸 普通炸弹撞击目标后 弹头内的引信触点接通 在小于一毫秒的时间内使雷管发火 从而引爆炸药发生爆炸 当钻地弹撞击目标后 由于延时引信起作用 所以 雷管这时并不发火 而是经过300毫秒以上的延期作用 才发火并进而引爆炸药 8 汽车的电容式油量表的工作原理 有什么应用 图片 当油箱中注满油时 液位上升 指针停留在转角为 m处 当油箱中的油位降低时 电容传感器的电容量Cx减小 电桥失去平衡 伺服电动机反转 指针逆时针偏转 示值减小 同时带动RP的滑动臂移动 当RP阻值达到一定值时 电桥又达到新的平衡状态 伺服电动机停转 指针停留在新的位置 x处 该油量表属于开环系统还是闭环系统 电容式油量表的应用 油量表检测仪是用来测试飞机油量表性能优劣的仪器 由于油量表性能的优劣直接影响飞机在空中的飞行时间 飞行安全 所以设计出高精度的油量表检测仪对于提高飞机作战性能意义重大 该油量表可用于飞机油箱 10 如何在自动化进料的谷仓内设置传感器检测进料谷物的容量 以达到自动控制进料量的目的 料带前进过程中 采用激光区域传感器检测料带左右位置 控制伺服驱动器纠偏 目标是料带左右偏移正负0 25mm 12 电阻式触摸屏与电容式触摸屏比较各有什么优缺点 为什么 电容式触摸屏的介绍 电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层 再在导体层外加上一块保护玻璃 双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器 电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极 在导电体内形成一个低电压交流电场 在触摸屏幕时 由于人体电场 手指与导体层间会形成一个耦合电容 四边电极发出的电流会流向触点 而电流强弱与手指到电极的距离成正比 位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱 准确算出触摸点的位置 电阻式触摸屏的介绍 触摸屏包含上下叠合的两个透明层 四线和八线触摸屏由两层具有相同表面电阻的透明阻性材料组成 五线和七线触摸屏由一个阻性层和一个导电层组成 通常还要用一种弹性材料来将两层隔开 当触摸屏表面受到的压力 如通过笔尖或手指进行按压 足够大时 顶层与底层之间会产生接触 所有的电阻式触摸屏都采用分压器原理来产生代表X坐标和Y坐标的电压 如图3 分压器是通过将两个电阻进行串联来实现的 上面的电阻 R1 连接正参考电压 VREF 下面的电阻 R2 接地 两个电阻连接点处的电压测量值与下面那个电阻的阻值成正比 电容触摸屏的优点 电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器 更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响 就算屏幕沾有污秽 尘埃或油渍 电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置 电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质 当手指触摸在金属层上时 触点的电容就会发生变化 使得与之相连的振荡器频率发生变化 通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息 由于电容随温度 湿度或接地情况的不同而变化 故其稳定性较差 往往会产生漂移现象 该种触摸屏适用于系统开发的调试阶段 电容触摸屏的缺陷 电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏 当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏相比 电容屏反光严重 而且 电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀 存在色彩失真的问题 由于光线在各层间的反射 还造成图像字符的模糊电阻式触摸屏的优点 是它的屏和控制系统都比较便宜 反应灵敏度也很好 而且不管是四线电阻触摸屏还是五线电阻触摸屏 它们都是一种对外界完全隔离的工作环境 不怕灰尘和水汽 能适应各种恶劣的环境 它可以用任何物体来触摸 稳定性能较好 电阻式触摸屏的缺点 是电阻触摸屏的外层薄膜容易被划伤导致触摸屏不可用 多层结构会导致很大的光损失 对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好的问题 但这样也会增加电池的消耗 一 室内可视效果两者通常很好 二 触摸敏感度1 电阻触屏 需用压力使屏幕各层发生接触 可以使用手指 哪怕带上手套 指甲 触笔等进行操作 支持触笔在亚洲市场很重要 手势和文字识别在哪里都被看重 2 电容触屏 来自带电的手指表层最细微的接触也能激活屏幕下方的电容感应系统 非生命物体 指甲 手套无效 手写识别较为困难 三 精度1 电阻触屏 精度至少达到单个显示像素 用触笔时能看出来 便于手写识别 有助于在使用小控制元素的界面下进行操作 2 电容触屏 理论精度可以达到几个像素 但实际上会受手指接触面积限制 以至于用户难以精确点击小于1cm2的目标 四 成本1 电阻触屏 很低廉 2 电容触屏 不同厂商的电容屏价格比电阻屏贵10 到50 这点额外成本对旗舰级产品无所谓 但可能会让中等价位手机望而却步 电阻式触摸屏与电容式触摸屏两者的比较 五 多点触摸可行性1 电阻触屏 不可能 除非重组电阻屏与机器的电路连接 2 电容触屏 取决于实现方式以及软件 已在G1的技术演示以及iPhone上实现 G1的1 7T版本已经可以实现浏览器的多点触摸特性 六 抗损性1 电阻触屏 电阻屏的根本特性决定了它的顶部是柔软的 需要能够按下去 这使得屏幕非常容易产生划痕 电阻屏需要保护膜以及相对更频繁的校准 有利的方面是 使用塑料层的电阻触屏设备总体上更不易损 更不容易摔坏 2 电容触屏 外层可以使用玻璃 这样虽然不至于坚不可摧 而且有可能在严重冲击下碎裂 但玻璃应对日常碰擦和污迹更好 七 清洁1 电阻触屏 由于可以使用触笔或指甲进行操作 更不容易在屏幕上留下指纹 油渍和细菌 2 电容触屏 要用整个手指进行触摸 但玻璃外层更容易清洁 八 环境适应性1 电阻触屏 具体数值不得而知 但有证据表明使用电阻屏的Nokia5800可以在 15 C至 45 C的温度下正常工作 对湿度也没什么要求 2 电容触屏 典型的操作温度在0 至35 之间 需要至少5 的湿度 工作原理所限 九 阳光下可视效果1 电阻触屏 通常很糟 额外的屏幕层面反射了大量阳光 2 电容触屏 仍旧很好 设计题2 如何利用电容式传感器实现以下功能 a 检测距离b 尺寸控制c 检测生产线有无产品d 控制传送带的速度e 控制转盘的转速f 产品计数 4 右图是电容测厚仪在测量扎制工艺过程中金属带材厚度变化的应用 请解析其工作原理 传感器工作原理 电容测厚传感器是用来对金属带材在轧制过程中厚度的检测 其工作原理是在被测带材的上下两侧各置放一块面积相等 与带材距离相等的极板 这样极板与带材就构成了两个电容器C1 C2 把两块极板用导线连接起来成为一个极 而带材就是电容的另一个极 其总电容为C1 C2 如果带材的厚度发生变化 将引起电容量的变化 用交流电桥将电容