项目二：电容式接近开关电路

五、应用 被测物体 感应电极
2:电容式转速传感器的结 举例1：电容式接近开关 构原理
振荡电路
测量头构成电容器的一个极板，另一个极板是物体本身， 当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发 生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化. 由此便可控制开关的接通和关断;接近开关的检测物体， 并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体。
Hale Waihona Puke Baidu
0A

δ、A或ε发生变化时， 都会引起电容的变化。
（一）变面积式电容传感器 1、直线位移型 当动极板移动△x后， 电容的改变量为
C C C0
b
d
x C0
x a
其灵敏度为 K
C b x d
2、角位移型 当动片有一角位移时， 两极板间覆盖面积发生 变化，此时电容值为
2、电路原理
3、注意事项
1）C4093为CMOS集成电路，很容易被电烙铁
所带的静电击穿，所以在制作时，最好先焊一个 集成电路插座，待电路经检查无误后再把 CD4093插入插座。 2）电容C4是灵敏度调节电容，若需要该电路以 最大灵敏度工作时，可以先调节C4使继电器刚好 吸合，再调节C4使继电器刚好断开，然后用高频
思考题
1 、试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容 的灵敏度 ? 为了提高传感器的灵敏度可采取什么
措施并应注意什么问题?
2 、为什么说变间隙型电容传感器特性是非线性 的?采取什么措施可改善其非线性特征?
1、变换原理:将被测量的变化转化为电容量变化
2、优点：结构简单、灵敏度高、动态响应特性好、适
应性强、抗过载能力大及价格低廉。
3、缺点：电容式传感器的泄漏电阻和非线性等缺点也
给它的应用带来一定的局限
4、应用：测量压力、力、位移、振动、液位等参数。
二、结构原理与类型
工作原理如图所示：
+
+ +
A
C
蜡或绝缘漆把C4封牢即可。
四、例：电容式传声器
讨论：
当x＜＜d时
x2 1 2 1 d
则
x C C 0 (1 ) d
1、电容量C与x不是线性关系，只有当 x＜＜d时，才 可认为是最近似线形关系。 2、要提高灵敏度，应减小起始间隙d过小。 3、当d过小时，又容易引起击穿，同时加工精度要求也 高了。 4、一般在极板间放置云母、塑料膜等介电常数高的物质 来提高绝缘性， 5、在实际应用中，为了提高灵敏度，减小非线性，可 采用差动式结构。
A(1 ) C C0 (1 ) d
+ + +
3、园柱型电容传感器
C
0A
（二） 变间隙式电容传感器
其静态电容量为 当活动极板移动x后， 其电容量为
C
A
d
x A d C C0 d x x2 1 2 d 1
三、电容式接近开关
1、原理框图
湖州职业技术学院机电工程分院
传感器与检测技术
项目三:电容式接近开关的设计制作
技能训练目标要求: 1、掌握电容传感器的结构原理；
2、学会电容接近开关的设计方法与应用电路；
3、进一步掌握锡焊技巧和电路调试方法； 4、了解电容式传感器的应用情况； 5、锻炼同学们的敬业精神和团队意识。
一、电容式传感器概述