❶ 电容式传感器有哪几类测量电路各有什么特点
根据传感器的工作原理可把电容式传感器分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。
根据传感器的结构可把电容式传感器分为三种类型的结构形式。它们又可按位移的形式分为线位移和角位移两种,每一种又依据传感器极板形状分成平(圆形)板形和圆柱(圆筒)形,虽然还有球面形和锯齿形等其他形状,但一般很少用。其中差动式一般优于单组(单边)式传感器,它具有灵敏度高、线性范围宽、稳定性高等特点。
优点
1)温度稳定性好
电容式传感器的电容值一般与电极材料无关,这有利于选择温度系数低的材料,又因本身发热极小,影响稳定性甚微。而电阻传感器有铜损,易发热产生零漂。
2)结构简单
电容式传感器结构简单,易于制造和保证高的精度,可以做得非常小巧,以实现某些特殊的测量;能工作在高温,强辐射及强磁场等恶劣的环境中,可以承受很大的温度变化,承受高压力,高冲击,过载等;能测量超高温和低压差,也能对带磁工作进行测量。
3)动态响应好
电容式传感器由于带电极板间的静电引力很小(约几个10^(-5)N),需要的作用能量极小,又由于它的可动部分可以做得很小很薄,即质量很轻,因此其固有频率很高,动态响应时间短,能在几兆赫兹的频率下工作,特别适用于动态测量。又由于其介质损耗小可以用较高频率供电,因此系统工作频率高。它可用于测量高速变化的参数。
电容传感器可以直接测量的非电量为:直线位移、角位移及介质的几何尺寸(或称物位),直线位移及角位移可以是静态的,也可以是动态的,例如是直线振动及角振动。用于上述三类非电参数变换测量的变换器一般说来原理比较简单,无需再作任何预变换。
用来测量金属表面状况、距离尺寸、振幅等量的传感器,往往采用单极式变间隙电容传感器,使用时常将被测物作为传感器的一个极板,而另一个电极板在传感器内。这类传感器的动态范围均比较小,约为十分之几毫米左右,而灵敏度则在很大程度上取决于选材、结构的合理性及寄生参数影响的消除。精度达到0.1μm,分辨力为0.025μm。可以实现非接触测量,它加给被测对象的力极小,可忽略不计。
❷ 为什么平行平板变极距型电容传感器只能用于小位移测量
举个例子:一个极板面积1cm×1cm,空气间距1um的电容器计算电容量约880pF,这个普通概念上很小的电容量,对电容传感器而言几乎是最大极值了。对变极距电容传感器,当极距略微增大时,电容量会急剧减少,而过小的电容量会给测量转换带来许多的不利因素,因此,平行板变极距型电容传感器只能在极小的极距间工作,也就是只能用于微小位移的测量。
❸ 电容传感器的测量电路有哪些各有什么特点
我不给你画电路图,告诉你方法,自己设计吧。
电容式传感器的转换电路,主要有:
1、电桥电路。将电容传感器接入交流电桥的一个臂或两个相邻臂,另两臂可以是电阻或电容或电感,也可以是变压器的两个次级线圈。测量时被测量变化导致传感器电容变化引起电桥失衡,电桥输出电压变化。
2、差动脉冲调宽电路。又叫差动脉宽调制电路,利用对传感器电容的充放电使电路输出脉冲的宽度随电容传感器容量变化而变化,通过低通滤波器就能得到对应被测量变化的直流信号。
3、调频电路。将传感器电容接入振荡器LC谐振回路中,作为回路的一部分,将电容容量的变化转换为电路振荡频率的变化,从而可以通过测量频率来得到被测量的变化。
4、运放式测量电路。将传感器电容接入运放中,作为运放的反馈元件,然后在运放输入端输入恒定的交流信号,于是输出信号电压受反馈电容控制。由于这种接法输出信号与传感器电容是反比关系,特别适合变极距型电容传感器。
以上4种是最常用的,另外还有一些不常用的转换电路,总之利用电容式传感器电容变化的特点,设计出一个把电容变化转换为其它便于检测的物理量就可以了。
❹ 变极距型电容位移传感器测量小位移,一般位移量级是什么mm还是um测量线性量程是1mm的传感器可
变极距型电容位移传感器测量小位移的位移量级应该是um。测量线性量程是1mm的传感器一般不是变极距型电容位移传感器,但对于极板面积很大、极距达数十mm且安装精密的特种结构情况除外。
❺ 初中物理,可以直接测量的物理量及测量方法有哪些
1.长度:刻度尺(直尺、卷尺)(特殊测量方法:棉线、滚轮、刻度尺间接测量)
2.液体或固体体积:量筒、量杯,规则固体可用刻度尺
3.质量:天平(实验室)、电子秤、杆秤、磅秤(日常生活),弹簧测力计间接测量
4.时间:秒表、钟
5.速度:速度计(汽车上),平均速度:尺(皮尺)、钟表(秒表)
6.温度:液体温度计(实验室用);体温计(测体温);寒暑表(测气温)
7.力(重力、拉力、摩擦力、浮力):弹簧测力计
8.液体的密度:密度计;天平、量筒;或弹簧测力计、量筒
9.固体的密度:天平、量筒;或弹簧测力计、量筒
10.液体的压强:压强计 大气压:气压计(水银气压计即托里拆利实验和无液气压计)
11.电流:电流表 电压:电压表 电阻:电流表和电压表(伏安法)或欧姆表。
电功:电能表 电功率:伏安法或 电能表、秒表
12.直接测量型实验有10种基本仪器、仪表:钟表(或停表)、刻度尺、温度计、天平、量筒、弹簧测力计、电流表、电压表、变阻器、电能表.要求学生会根据测量范围选合适量程和根据精确程度先最小分度值,会正确操作与读数,能判断哪些是错误的操作.每种仪器测量前:都要认真观察所使用的仪器零刻度线的位置(调零)、最小分度值和测量范围等。
13.掌握四个重要实验:
①.测密度:原理ρ=m/V,器材:托盘天平、量筒,注意实验步骤的先后次序尽量减小误差。
②.测机械效率:原理:η=W有/W总,器材:一套简单机械装置(如滑轮组、斜面等)、弹簧测力计、细绳,测量时,注意要匀速竖直拉动弹簧测力计,影响机械效率的因素有动滑轮的重、摩擦和物体本身的重.同一滑轮组,所提升物体越重机械效率越高。
③.伏安法测小灯泡电阻和功率:原理:电阻R=U/I,电功率P=UI;器材:电源、导线、开关、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。要求会画电路图,会连接实物,会选择电压表、电流表量程,小灯泡不亮时,能根据电压表、电流表示数分析电路故障,知道灯泡在不同的电压下,测出的电阻值不相等是因为温度变化了.知道测小灯泡电功率与测定值电阻阻值都要求多次测量意义有什么不同,知道两个实验中滑动变阻器的作用有什么不同。如果只有一个电流表或电压表时(缺少测量工具),如何利用定值电阻或电阻箱测电阻。
与人体有关的物理量(初中学生)
1、质量约:50kg 2、重力约:500N 3、密度约:1×103 kg/m3
4、体积约:0.05 m3 5、身高约:160-170cm 6、电阻约:几千欧
7、手臂长约:50——60cm 8、手掌面积约:100-120cm2 9、脚掌面积约:200-250 cm2
10、对地压强:行走时约:2×104Pa 站立时约:1×104Pa
11、步长约:50-70cm 12、步速约:1.5m/s
13、骑自行车速度约:4m/s 14、骑自行车时受到的阻力约:20N
15、大拇指指甲宽约:1cm;手掌宽约:1dm 16、脉搏跳动频率约:70-75次/min(1.2Hz)
17、正常血压约:收缩压<130 mmHg,舒张压<85 mmHg 18、人体正常体温约:36.5℃(37℃)
19、100米短跑时间约:13-14s 速度约:7.5m/s
❻ 变极距型电容传感器的工作原理
变极距型传感器的原理是通过改变电容上下极板间距达到改变微小极距来改变电容的目的。而差动式的设计有效的改变了电容传感器的非线性,使其用处更加广泛。
❼ 变压器电压电桥不能实现电容传感器的极距变化量的线性测量,但可以实现面积变化的线性测量。对吗
对的,把被测的机械量,如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器(见图)。若忽略边缘效应,平板电容器的电容为εA/δ,式中ε为极间介质的介电常数,A为两电极互相覆盖的有效面积,δ为两电极之间的距离。δ、A、ε 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化,并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化(见电容式压力传感器)。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。电容器传感器的优点是结构简单,价格便宜,灵敏度高,过载能力强,动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等。缺点是输出有非线性,寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大,以及联接电路较复杂等。70年代末以来,随着集成电路技术的发展,出现了与微型测量仪表封装在一起的电容式传感器。这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小,使其固有的缺点得到克服。电容式传感器是一种用途极广,很有发展潜力的传感器。
❽ 差压法测量液位用什么传感器 我想选变极距型的电容式差压传感器 需要带传感器的型号 谢谢
北方华瑞 电容差压变送器1151DP
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❾ 总结几种常用物理量(比如温度压力转速尺寸等)可以由哪些类型的传感器测量
测量温度可以用温度传感器、温度变送器,温度传感器有铂电阻、热敏电阻、18B20、AD590、LM35等;温度传感器的样式有很多种,可以根据使用的环境定制,以下是几种传感器的样式。
HX-RS螺纹温度传感器
压力测量用压力变送器,一般输出4-20毫安;
测量液体流量用流量温度传感器;
另外还有液位温度传感器、位移传感器、速度传感器等。希望能帮到您。
❿ 变极距型电容传感器的输入被测量与输出被测量的关系是线性还是非线性
变极距电容传感器具有灵敏度最高的特点,其非线性特性可以这样解决: 1,将结构设计成差动形式,也就是在两个固定极板之间插入动极板,动极板与两边固定