自动化传感器实验报告九电容式传感器的位移特性实验

自动化传感器实验报告九电容式传感器的位移特性实验

广东技术师范学院实验报告

学院：自动化专业：自动化姓名：实验地点：学号：

实验日期：班级： 08自动化组

别：

成

绩：

组员：指导教师签名：

自动化传感器实验报告九电容式传感器的位移特性实验

实验九项目名称：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、基本原理

利用平板电容C＝ s/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

常用的结构，其中线位移单组式的电容量C在忽略边缘效应时为： C 2 l

r（1）

式中 l——外圆筒与内圆柱覆盖部分的长度； r2、r1——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：

ln21 C

2 l l 2 l2 l l

（2） C0r2r2r2

lln1ln1ln1于是，可得其静态灵敏度为：

C 2 l l 2 l l 4 （3）

kg / l r2r2r2

llnlnln 111

可见灵敏度与r21，有关，r2与r1越接近，灵敏度越高，虽然内外极筒原始覆盖长度l与灵敏度无关，但l不可太小，否则边缘效应将影响到传感器的线性。