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文档简介

1、实验三十一电容式传感器的位移特性实验一、实验目的了解电容式传感器结构及其特点。二、实验原理利用平板电容 CS d 和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择 、S、d 中三个参数中，保持两个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ 变）测微小位移（变d）和测量液位（变 S）等多种电容传感器。变面积型电容传感器中，平板结构对极距特别敏感，测量精度受到影响，而圆柱形结构受极极板径向变化的影响很小，且理论上具有很好的线性关系，（但实际由于边缘效应的影响，会引起极板间的电场分布不均，导致非线性问题仍然存在，且灵敏度下降，但比变极距型好得多。）成为实际中最为常用的结构，其中线位移单

2、组式的电容器C 在忽略边缘效应时为：2 l（ 1）Cln(r2)r1式中 l 外圆筒与内圆柱覆盖部分的长度；r 2、r 1外圆筒内半径和内圆柱外半径。当两圆筒相对移动l 时，电容变化量C 为2l2(ll )2ll（2）Cr2rr2C0lln()ln(2)ln(r1)r1r1于是，可得其静态灵敏度为：k gC2(ll)2(ll )4（ 3）lrrlr2ln(2r1)ln(2)ln()r1r1可见灵敏度与r2有关， r2与 r越接近，灵敏度越高，虽然内外极简原始覆盖长度l 与灵敏度无关，但 lr11不可太小，否则边缘效应将影响到传感器的线性。本实验为变面积式电容传感器， 采用差动式圆柱形结构， 因

3、此可以很好的消除极距变化对测量精度的影响，并且可以减小非线性误差和增加传感器的灵敏度。三、需用器件与单元电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、数显单元、直流稳压源。四、实验步骤1、将电容式传感器装于电容传感器实验模板上，将传感器引线插头插入实验模板的插座中。2、将电容传感器实验模板的输出端Vo1 与数显单元Vi 相连（插入主控箱Vi 孔） Rw 调节到中间位置。3、接入 15V 电源，旋动测微头改变电容传感器动极板的位置，每隔0.2mm，记下位移X 与输出电压值，填入表1。表 1 电容传感器位移与输出电压值X(mm)V(mv)五、实验注意事项1、 传感器要轻拿轻放，绝不可掉到地上。2、 做实验时，不要接触传感器，否则将会使线性变差。六、思考题1、 简述什么是传感器的边缘效应，它会对传感器的性能带来哪些不得影响。2、 电容式传感器和电感式传感器相比，有哪些优缺点？七、实验报告要求：1、 整理实验数据，根据所得实验数据做出传感器的特性曲线，并利用最小二乘法做出拟合直线，计算该传感器得非线性误

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