03电容式传感器的位移特性实验
电容式传感器的位移实验
实验一电容式传感器的位移实验一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。
二、基本原理：利用电容C＝εA／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ε、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）、测位移（d变）和测量液位（A变）等多种电容传感器。
本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器，如下图所示：它是有二个圆筒和一个圆柱组成的。
设圆筒的半径为R；圆柱的半径为r；圆柱的长为x，则电容量为C=ε2πｘ／ln(R ／r)。
图中C1、C2是差动连接，当图中的圆柱产生∆X位移时，电容量的变化量为∆C=C1－C2=ε2π2∆X／ln(R／r)，式中ε2π、ln(R／r)为常数，说明∆C与位移∆X成正比，配上配套测量电路就能测量位移。
三、需用器件与单元：主机箱、电容传感器、电容传感器实验模板、测微头。
四、实验步骤：1、测微头的使用和安装参阅实验九。
按图1将电容传感器装于电容传感器实验模板上并按图示意接线(实验模板的输出ＶＯ１接主机箱电压表的Ｖｉｎ)。
2、将实验模板上的Rw调节到中间位置(方法：逆时针转到底再顺时传３圈)。
3、将主机箱上的电压表量程(显示选择)开关打到２ｖ档，合上主机箱电源开关，旋转测微头改变电容传感器的动极板位置使电压表显示０ｖ，再转动测微头(同一个方向)5圈，记录此时的测微头读数和电压表显示值为实验起点值。
以后，反方向每转动测微头1圈即△Ｘ=０.５ｍｍ位移读取电压表读数(这样转10圈读取相应的电压表读数)，将数据填入表1并作出Ｘ—Ｖ实验曲线(这样单行程位移方向做实验可以消除测微头的回差)。
4、根据表1数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差δ。
实验完毕，关闭电源。
表1电容传感器位移与输出电压值。
电容式传感器的位移特性实验报告资料
电容式传感器的位移特性实验报告资料一、实验内容：1、使用电容式传感器进行位移测量；2、采用锁相放大器，对位移测量进行信号检测，输出交流（AC）信号幅度和相位；3、掌握电容式传感器的阻抗和信号特性。
二、实验原理：1、电容式传感器：是将测量物体与一个接地电极分离，形成一个独立的电容二极管。
当测量物体发生位移时，该二极管电容Cc变化，即Cc=f（d），d是测量位移。
在保持传感器静态工作点C0不变的情况下，当Cc发生变化时，不受测物位移的干扰。
因此，电容式传感器可以实现高精度、无接触、无磨损位移测量。
2、锁相放大器：是一种适用于相位、频率、振幅等参数检测的精密电子测量仪器。
它可以对微弱的交流信号检测并输出信号幅度和相位。
三、实验器材：2、锁相放大器；3、信号调理器；4、多路开关；5、示波器。
四、实验过程：1、在传感器静态工作点时，接触传感器，调整微调电容，使电压稳定在一个固定值；2、调整开关，将传感器所测量的位移信号输入信号调理器内，进行信号调理，可以得到一个幅度为1V、频率为10kHz左右、带有微弱噪声的交流信号；3、将调理后的信号连接至锁相放大器的输入端，将锁相放大器的参考输入端连接至信号调理器输出端，调节锁相放大器的参考信号相位，使锁相放大器输出的交流信号幅度和参考信号相位一致；4、通过示波器连接至锁相放大器输出端，调节示波器测量参数，可以得到锁相放大器输出信号的AC幅度和相位值；5、通过多路开关改变传感器输入的位移值，重复以上步骤，得到传感器的位移特性曲线。
五、实验结果：在不同的测量点进行测量，在锁相放大器中得到具有不同幅度和相位的AC信号，通过信号处理以及调制，最终得到有关电容式传感器位移特性曲线，从中发现电容性传感器在不同测量点上具有不同的灵敏度，以及对于位移值的反应截然不同，这也是电容式传感器的特点，需要在实际应用中进行合理的选择和设计。
六、实验分析：通过实验，我们发现电容式传感器的测量值和测量量并非简单的线性关系，仅仅是对于位移变化而产生的电容变化，同时也受到感应现象、环境噪声的影响。
电容式传感器的位移特性实验
电容式传感器的位移特性实验电容式位移传感器实验是一种重要的引导应用考核技术，它要求用户在复杂的实验环境中结合理论知识和实际操作，使用电容式位移传感器来测量和检验其变化。
电容式位移传感器具有灵敏度高、稳定性好、良好的鲁棒性等优点，在工业控制领域中得到广泛应用。
实验 content一、研究内容1、电容式位移传感器介绍：介绍电容式位移传感器的原理工作原理、接线结构以及精度要求等。
2、等效电路仿真：使用电路仿真软件，仿真输入电压的变化对电容式位移传感器的影响。
3、实验素材：利用工业电容式位移传感器，测量传感器的位移特性，探查其非线性特性以及如何改善精度。
4、仪器设备：利用函数发生器、数字万用表、模拟量信号示波器等常用仪器设备，分别检测典型电容器位移传感器的精度。
5、结论性评价：评价：分析电容式位移传感器的特性，对它的优缺点进行总结，指出如何提高其精度，进一步建立相关的计算模型。
二、实验原理1、电容式位移传感器由两个电容构成，其原理是由于特定环境改变时，电容之间的介质改变，会在电容上形成电容电势差而发生变化，从而使电容式位移传感器的内部电路受到影响，最终通过电容变化改变其输出电压。
2、实验中利用函数发生器产生跨越输入电压，观察输出电压的变化，研究电容式位移传感器的补偿特性和灵敏度。
3、设置正反向斜率的步进电压，控制正反向补偿电压间隔，观察其非线性特性，探究其实际特性。
4、模拟量信号示波器给出电容式位移传感器的不同输出电压，观察实际精度，辅助分析结果。
三、实验结果1、经过仿真计算，确定电容式位移传感器补偿特性曲线，补偿范围较大，灵敏度及时响应速度较快，补偿特性良好。
2、观察实验电路中电容式位移传感器的输出电压，发现其在正反向补偿斜率步进电压下，相应的响应有非线性变化，合理，可靠。
3、通过模拟量信号示波器的输出，可分析典型电容式位移传感器的精度，表明电容式位移传感器的精度较高，可以满足应用要求。
四、结论1、电容式位移传感器具有灵敏度高、稳定性优、较好的精度等特点，在工业控制领域具有广泛应用。
电容式传感器测位移特性实验
电容式传感器测位移特性实验电容式传感器是一种常用的位移传感器，采用电容式将小的位移量变化，转变成模拟电压来发送，以实现检测和测量的目的，其具有快速响应、高精度和反应稳定的特点，被广泛应用到航空、航天、工业控制仪表等领域。
本实验将通过实验设备进行测量电容式传感器的位移特性，以更加深入的了解电容式传感器的工作特性。
实验装置是一台专业的电容测试仪，此外还配有一个线性位移模拟器、一个电容式传感器、一些实验电缆和接口线等辅助设备。
实验可分为三个步骤：绘制拟合曲线前的实验前准备工作、将电容式传感器的位移信号变为模拟电压的转换过程以及拟合测得的曲线。
1、实验前准备工作：首先，将位移模拟器接线连接到实验装置；随后，将电容式传感器接入实验装置，并将电容传感器安装在位移模拟器上；最后，调节电容测试仪偏置电路，矫正偏置电压，以设定有效位移信号范围。
2、将电容式传感器的位移信号变为模拟电压的转换过程：在实验中，将位移模拟器的调置电位从最小值（0mm）调至最大值（50mm），从而控制位移模拟器产生不同的位移量。
每次顺序调节时，实验装置将其位移量所产生的信号作为输入，经过转换后将电容式传感器的位移信号变成一定失真程度的模拟电压信号，从而可进行数据获取。
3、拟合测得的曲线：由于电容式传感器的反应特性的确定，在本实验中选择了一种标准的二次曲线进行拟合，以便更好地了解其工作原理。
在拟合曲线以及拟合曲线的过程中，采用的是软件的拟合算法，计算出最佳的参数并绘制拟合曲线。
实验结果表明，本次实验证明了电容式传感器位移特性测试实验使用电容式传感器和实验装置进行测量均具有可行性和准确性，为此类传感器的应用提供了足够的参考。
此外，本次实验也体现了软件算法拟合准确性以及实验数据在绘制曲线过程中的重要性等。
电容式传感器的位移特性实验 电容式传感器论文
智能仪器课程设计报告书课程名称：智能仪器设计题目：电容式传感器的位移特性实验学院：电气学院专业：测控技术与仪器班级：BG0XX组员：XXX XXXXXX XXX摘要仪器仪表式获取信息的工具，式认识世界的手段。
它是一个具体的系统或装置。
它最基本的作用是延伸、扩展、补充或代替人的听觉、视觉、触觉等器官的功能。
随着科学技术的不断发展，人类社会已经步入信息时代，对仪器仪表的依赖性更强，要求也更高。
现代仪器仪表以数字化、自动化、智能化等共性技术为特征获得了快速发展。
关键词：智能仪器、微型计算机AbstractInstrument information access tool, a means of understanding the world style. It is a specific system or device. It is the most basic role is to extend, expand, complement or replace human auditory, visual, tactile and other organ functions. With the continuous development of science and technology, mankind has entered the information age, more dependent on the instrument, demanding more. Modern instrumentation to digital, automatic and intelligent features such as access to common technologies for the rapid development.Keywords:Intelligent instruments, micro-computer目录摘要 (I)ABSTRACT (III)第1章电容式传感器 (1)1.1电容式传感器工作原理 (1)1.2电容式传感器的结构类型 (2)1.3电容式传感器的优缺点 (2)第2章电容式传感器的位移特性实验 (4)2.1实验目的 (4)2.2基本原理 (4)2.3需用器件与单元 (4)2.4实验步骤 (5)2.5 A/D转换 (6)课程设计小结 (7)参考文献 (8)第1章 电容式传感器1.1 电容式传感器的工作原理两块极板之间的间隙变化，或是表面积变化，将使电容量改变，根据这一原理制成的传感器称为电容式传感器。
实验二 电容式传感器的位移实验
实验二电容式传感器的位移实验
一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。
二、基本原理：
1、原理简述：本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器。
它灵敏度高、线性范围宽、稳定性高。
电容式位移传感器实验原理方块图如图2—1。
图2—1电容式位移传感器实验方块图
三、需用器件与单元：主机箱±15V直流稳压电源、电压表；电容传感器、电容传感器实验模板、测微头。
四、实验步骤：
1、按图2—2示意安装、接线。
图2—2 电容传感器位移实验安装、接线示意图
2、将实验模板上的Rw调节到中间位置(方法：逆时针转到底再顺时传３圈)。
3、将主机箱上的电压表量程切换开关打到2V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关，旋转测微头改变电容传感器的动极板位置使电压表显示0V ，再转动测微头(同一个方向)6圈，记录此时的测微头读数和电压表显示值为实验起点值。
以后，反方向每转动测微头1圈即△X=0.5mm位移读取电压表读数(这样转12圈读取相应的电压表读数)，将数据填入表格(单行程位移方向做实验可以消除测微头的回差)。
表2-1 电容传感器位移实验数据
X (mm)
V(mV)
4、根据表16数据作出△X—V实验曲线并截取线性比较好的线段计算灵敏度S=△V／△X 和非线性误差δ及测量范围。
实验完毕关闭电源开关。
电容式传感器的位移实验
电容式传感器的位移实验一、实验目的了解电容式传感器结构及其特点。
二、实验内容电容传感器用于位移测量。
三、实验仪器电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、数显单元、直流稳压源。
四、实验原理利用平板电容C＝εA／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ε、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）测微小位移（变d）和测量液位（变A）等多种电容传感器。
五、实验注意事项电容传感器两根黄色引线接电容模块插孔1、插孔2；黑色引线接插孔3。
六、实验步骤1、按图13－1将电容传感器装于电容传感器实验模板上。
图13-1 电容传感器安装示意图2、按图13－2将电容传感器引线插头插入实验模板的插座中（电容传感器两根黄色引线接电容模块插孔1、插孔2；黑色引线接插孔3）。
图13－2 电容传感器实验接线图3、将电容传感器实验模板的输出端Vo1与数显表单元Vin相接（插入主控台Vin孔），RW调节到中间位置，显示选择置于“2V”档。
4、电容模块接入±15V电源，旋动测微头推进电容传感器动极板至中间位置，使电压数显表显示为最小值。
6、根据上表数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差δf。
七、实验报告在实验报告中填写《实验报告十三》，详细记录实验过程中的原始记录（数据、图表、波形等）并结合原始记录进一步理解实验原理。
八、实验思考题本实验中的电容传感器是什么结构？该结构有什么特点？答：电容传感器有三种结构1、变极距型：极板相对覆盖面积和介电常数不变，改变极距d。
可用于测量小位移。
2、变面积型：极距及介电常数不变，改变极板相对覆盖面积（覆盖长度或宽度）。
可用于测量较大线位移或角位移。
3、变介电常数型：极板相对覆盖面积和极板距离均不变，而改变介电常数ε。
常用于测量液位、材料的湿度或成分等的变化。
此实验中的电容传感器采用变面积型，动极板移动时，将会改变覆盖长度从而改变了面积，而且这种结构测量范围比较大。
测控技术与仪器传感器技术实验报告电容式传感器的位移实验
测控技术与仪器传感器技术实验报告电容式传感器的位移实验
一、实验内容
本实验旨在检测和分析电容式传感器的位移响应性能，以及在位移为特定值时对应的电容值。
二、实验原理
电容式传感器可以用来检测物体或介质（如气体或液体）的位移，它的原理是根据电容变化而变化，电容的基本原理是容量的大小取决于相应电容片的表面积和充放电电路中的介质介电系数，由于电容器中有物体或介质的变化，使得变化的电容量也随之变化，以实现位移检测的目的。
三、仪器及耗材
本实验所需设备主要为有限元分析仪，辅以相关耗材。
四、实验流程
1.将实验构筑出电容传感器测量定位系统，主要由电容传感器、测量电路以及数据分析软件等组成；
2.安装各种位移规测拨动台；
3.使用有限元分析仪，测量不同位移情况下对应的电容值；
4.绘制电容值随位移变化曲线；
5.结合实验结果推测实验结果并敏感度记录结果。
五、实验结果
（1）在位移为-100mm时，电容值为0.71；
（5）在位移为100mm时，电容值为0.86。
将各不同位移情况下的电容值进行扩展绘图：
六、敏感度分析
根据以上实验结果可以推算得出电容式位移传感器的敏感度为0.05F/mm。
七、讨论
电容式位移传感器的位移变化率符合要求，表明该类传感器可以满足实际应用的需求。
但是因为其固有特性，容易受湿度和粉尘影响，也就是说，它的精度和可靠性需要有效地
控制。
实验3 电容式传感器的位移特性
实验三电容式传感器的位移实验一、实验目的1．了解电容式传感器结构及其特点2．掌握差动变面积式电容传感器的位移实验技术。
二．实验器材主机箱、电容传感器、电容传感器实验模板、测微头。
三．实验步骤分析1、将电容传感器和测微头装于电容传感器实验模板上并接线。
2、将实验模板上的Rw调节到中间位置(方法：逆时针转到底再顺时传３圈)。
3、将主机箱上的电压表量程打到２ｖ档，合上主机箱电源开关，旋转测微头改变电容传感器的动极板位置使电压表显示０ｖ，再转动测微头(同一个方向)5圈，记录此时的测微头读数和电压表显示值为实验起点值。
以后，反方向每转动测微头1圈即△Ｘ=０.５ｍｍ位移读取电压表读数，将数据填入表中并作出Ｘ—Ｖ实验曲线。
4、根据数据计算电容传感器的系统灵敏度S。
实验完毕，关闭电源。
电容传感器位移与输出电压值四．心得体会利用电容C＝εA／d，选择ε、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）、测位移（d变）和测量液位（A变）等多种电容传感器。
实验采用圆筒式变面积差动电容位移传感器：设圆筒半径为R；圆柱半径为r；圆柱长为x，则电容量为C=ε2πｘ／ln(R／r)。
C1、C2差动连接，当圆柱产生∆X位移时，电容变化量为∆C=ε2π2∆X／ln(R／r)，式中ε2π、ln(R／r)为常数，说明∆C与位移∆X成正比，可测量位移。
测微头的组成与使用测微头组成：测微头由不可动部分安装套、轴套和可动部分测杆、微分筒、微调钮组成。
测微头读数与使用：测微头的安装套便于在支架座上固定安装，轴套上的主尺有两排刻度线，标有数字的是整毫米刻线(1ｍｍ／格)，另一排是半毫米刻线(０.５ｍｍ／格)；微分筒前部圆周表面上刻有50等分的刻线(０.０１ｍｍ／格)。
用手旋转微分筒或微调钮时，测杆就沿轴线方向进退。
微分筒每转过1格，测杆沿轴方向移动微小位移０.０１毫米，这也叫测微头的分度值。
测微头的读数方法是先读轴套主尺上露出的刻度数值，注意半毫米刻线；再读与主尺横线对准微分筒上的数值、可以估读1／10分度，如图甲读数为３.６７８ｍｍ，不是３.１７８ｍｍ；遇到微分筒边缘前端与主尺上某条刻线重合时，应看微分筒的示值是否过零，如图乙已过零则读２.５１４ｍｍ；如图丙未过零，则不应读为２ｍｍ，读数应为１.９８０ｍｍ。
电容式传感器的位移实验总结
电容式传感器的位移实验总结1. 引言嘿，大家好！今天咱们聊聊电容式传感器的位移实验。
是不是听起来有点高大上？别担心，咱们用最简单的语言来掰扯一下。
电容式传感器，这玩意儿可真是科技的小精灵，能精确测量位移。
想象一下，你的手机屏幕触摸，背后就有这么个“小能手”在忙活。
2. 实验准备2.1 实验设备在实验开始之前，咱们得先准备好设备。
电容式传感器、万用表，还有一些基本的实验工具，比如电源和连接线。
这些东西就像做饭的调料，没有它们，啥都别想做出来。
别忘了，实验室的环境也很重要，要保持干净整洁，像你家里打扫的一样，才能心情好，实验也顺利。
2.2 实验步骤接下来，咱们就要进入正题，嘿嘿！先把传感器连接到电路上，确保一切都能正常工作。
然后，慢慢调整传感器的位移，注意观察数据的变化。
每次移动一点点，传感器就会像个小孩子，立刻给你反馈。
这时候你会感受到，哇，科技就是这么神奇！感觉自己像是进入了未来世界，嘿，有点小激动。
3. 实验结果分析3.1 数据观察实验结束后，拿到的数据就像一份宝藏。
你会发现，位移和电容之间的关系简直清晰得让人惊讶。
每当你移动传感器，电容的变化就像过山车一样，一上又下一惊一乍。
通过这些数据，咱们可以推导出一些公式，仿佛揭开了一个个小秘密，让人忍不住想深入探索。
3.2 误差分析不过，任何事情都不可能完美无缺，对吧？在实验中，总会遇到一些小麻烦。
比如环境的干扰、设备的灵敏度等等，都是影响结果的“捣蛋鬼”。
这时候，别急着骂它们，先冷静下来，想想怎么克服这些问题。
用心去分析，每个误差都是你进步的机会，别小看它们哦！4. 总结与展望实验的最后，咱们得给这次经历一个总结。
电容式传感器在位移测量中的应用真是让人眼前一亮，它的高精度和实时性让很多传统方法相形见绌。
未来，随着科技的发展，这种传感器会越来越普遍，可能在你生活的方方面面都有它的身影。
想到这里，心里满满的都是期待！谁知道呢，或许下一个伟大的发明就是从这些实验中诞生的。
电容静态位移实验报告
一、实验目的1. 理解电容式传感器的工作原理和基本结构。
2. 掌握电容式传感器在静态位移测量中的应用。
3. 通过实验验证电容式传感器在静态位移测量中的线性度和精度。
二、实验原理电容式传感器是一种基于电容原理的非接触式传感器，其基本原理是利用电容值与物体距离的反比关系来测量位移。
当电容器的两个极板之间的距离发生变化时，电容值也会随之改变。
根据电容器的电容公式 C = εS/d，其中C为电容值，ε为介电常数，S为极板面积，d为极板间距，我们可以通过测量电容值的变化来得到位移的变化。
本实验中，我们使用的是平板电容式传感器，其结构简单，易于制作和安装。
当传感器固定在待测物体上时，物体在传感器极板间的移动会导致极板间距的变化，从而引起电容值的变化。
通过测量电容值的变化，我们可以得到物体的位移。
三、实验器材1. 电容式传感器2. 数字万用表3. 信号发生器4. 示波器5. 静态位移装置6. 线路连接线四、实验步骤1. 将电容式传感器固定在静态位移装置上，确保传感器与位移装置的接触良好。
2. 将信号发生器输出信号连接到电容式传感器的输入端，通过调节信号发生器的输出频率和幅度，模拟不同的位移信号。
3. 将数字万用表连接到电容式传感器的输出端，用于测量电容值。
4. 逐步改变位移装置的位移，记录不同位移下电容式传感器的电容值。
5. 使用示波器观察电容值随位移变化的波形，分析电容式传感器的线性度和精度。
五、实验结果与分析1. 实验数据记录位移（mm） | 电容值（pF）------------|------------0 | 1001 | 952 | 903 | 854 | 805 | 752. 结果分析（1）线性度分析：从实验数据可以看出，电容值与位移之间存在线性关系，即电容值随位移的增加而减小。
在实验范围内，电容值与位移的线性关系较好。
（2）精度分析：通过计算电容值与位移之间的相对误差，可以评估电容式传感器的精度。
实验一(电容式传感器的位移特性实验)培训讲学
实验一（电容式传感器的位移特性实验）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=A/d和相应的结构及测量电路，在£、A、d三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度仁变、测微小位移（变d）和测量液位（变A）等多种电容传感器。
利用电容传感器的动态响应特性和可以非接触测量等特点，可进行动态位移测量。
电容传感器具有结构简单、灵敏度高、分辨力高（可达0.01mm 甚至更高）、动态响应好、可进行非接触测量等特点，它可以测量线位移、角位移，高频振动振幅，与电感式比较，电感式是接触测量，只能测低频振幅，电容传感器在测量压力、差压、液位、料位成分含量（如油、粮食中的水份）、非金属涂层、油膜厚度等方面均有应用。
目前半导体电容式压力传感器已在国内外研制成功，正在走向工业化应用。
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、相敏检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。
四、实验步骤：1、按图2-1将电容传感器装于电容传感器实验模板上2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模板，实验线路见图 2-2。
图2-2 电容传感器位移实验接线图3、将电容传感器实验模板的输出端 V oi 与数显表单元V i 相接（插入蛙动变压器、 模板 测量架 电容传感器图2-1电容传感器安装示意图测微头接主控笛散显表 Vi 地4、接入±15V电源，旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每间隔0.2mm记下位移X与输出电压值，填入表2-1。
表2-1电容传感器的位移特性5、根据表2-1数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差3五、思考题:图2-3为同心圆筒式电容位移传感器结构图，D为屏蔽套筒。
若外圆筒半径R=8mm,内圆柱半径r=7.25mm,外圆筒与内圆柱覆盖部分长度L=16mm。
根据实验所提供的电容传感器尺寸，计算其电容量C o和移动0.5mm时的变化量。
电容式传感器位移特性实验报告
电容式传感器位移特性实验报告篇一：实验十一电容式传感器的位移特性实验实验十一电容式传感器的位移特性实验一、实验目的：了解电容传感器的结构及特点二、实验仪器：电容传感器、电容传感器模块、测微头、数显直流电压表、直流稳压电源三、实验原理：电容式传感器是指能将被测物理量的变化转换为电容量变化的一种传感器它实质上是具有一个可变参数的电容器。
利用平板电容器原理：C??Sd??0??r?Sd（11-1）0真空介电常数，εr介质相对介电常数，由式中，S为极板面积，d为极板间距离，ε此可以看出当被测物理量使S、d 或εr发生变化时，电容量C随之发生改变，如果保持其中两个参数不变而仅改变另一参数，就可以将该参数的变化单值地转换为电容量的变化。
所以电容传感器可以分为三种类型：改变极间距离的变间隙式，改变极板面积的变面积式和改变介质电常数的变介电常数式。
这里采用变面积式，如图11-1两只平板电容器共享一个下极板，当下极板随被测物体移动时，两只电容器上下极板的有效面积一只增大，一只减小，将三个极板用导线引出，形成差动电容输出。
四、实验内容与步骤1．按图11-2将电容传感器安装在电容传感器模块上，将传感器引线插入实验模块插座中。
2．将电容传感器模块的输出UO接到数显直流电压表。
3．接入±15V电源，合上主控台电源开关，将电容传感器调至中间位置，调节Rw，使得数显直流电压表显示为0（选择2V档）。
（Rw确定后不能改动）4．旋动测微头推进电容传感器的共享极板（下极板），每隔记下位移量X与输出电压值V的变化，填入下表11-1五、实验报告：1．根据表11-1的数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差δf。
六、实验数据曲线图：VX篇二：电涡流传感器的位移特性实验报告实验十九电涡流传感器的位移特性实验一、实验目的了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。
二、实验仪器电涡流传感器、铁圆盘、电涡流传感器模块、测微头、直流稳压电源、数显直流电压表三、实验原理通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。
传感器技术-电容式传感器的位移实验
专业名称
年级
班级
学生姓名
指导老师
时间
实验名称
电容式传感器的位移实验
实
验
目
的
及
要
求
1.了解电容式传感器的结构及其特点
实
验
环
境
电容传感器、电容传感器实验模板，测微头，移相/相敏检波/滤波模板、数显单元、直流稳压电源
实
验
内
容
用平板电容C=EAd的关系，在E、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，只改变其中一个参数。就可使电容(C)发生变化，通过相应的测量电路，将电容的变化量转换成相应的电电压量，则可以制成多种电容传感器，如:变ε的温度电容传感器。②变d的电容孝式压力传感器。③变A的电容式位移传感器。本实验采用第⑧种电容传感器，是-种圆筒形差动变面积式电容传感器。
实
验
步
骤
或
实
验
方
案
1、按图3- 1将电容传感器装于电容传感器实验模板上。
2、将电容传感器连线指入电容传感器实验模板,实验线路见图4-1。
3、将电容传感器实验模板的输出端V。与数显电压表V，相接，电压表量程置2V档.R调节到中同位置:
4、接入士15V电源，将测微头旋至10mm处，活动杆与传感器相吸合,调整测微头的左右位置，使电压表指示最小,并将测量支架顶部的镙钉拧紧，旋动测微头,每问隔0.2mm记下输出电压值(V ),填入表4- 1.测微头回到10mm处,反向旋动测微头，重复实验过程。
调
试
过程Biblioteka 及实验结
果
1.
总
结
1.注意电压表选择的量程。
2.实验前将电压表数值调零。
附
录
无
电容式传感器测位移特性实验
• 4、根据表16数据作出△X—V实验曲线并 截取线性比较好的线段计算灵敏度S=△V／ △X和非线性误差δ及测量范围。实验完毕 关闭电源开关。
?3将主机箱上的电压表量程切换开关打到2v档检查接线无误后合上主机箱电源开关旋转测微头改变电容传感器的动极板位置使电压表显示0v再转动测微头同一个方向6圈记录此时的测微头读数和电压表显示值为实验起点值
电容式传感器测位移特性实验
1、原理简述：电容传感器是以各种类型的电容器为传感元 件，将被测物理量转换成电容量的变化来实现测量的。电 容传感器的输出是电容的变化量。利用电容C＝εA／d关系 式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d中三个参 数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可 以有测干燥度（ε变）、测位移（d变）和测液位（A变） 等多种电容传感器。电容传感器极板形状分成平板、圆板 形和圆柱(圆筒)形，虽还有球面形和锯齿形等其它的形状， 但一般很少用。本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动 结构的电容式位移传感器，差动式一般优于单组(单边)式 的传感器。它灵敏度高、线性范围宽、稳定性高。如图如 图所示：它是有二个圆筒和一个圆柱组成的。设圆筒的半 径为R；圆柱的半径为r；圆柱的长为x，则电容量为C=ε2p ｘ／ln(R／r)。图中C1、C2是差动连接，当图中的圆柱产 生∆X位移时，电容量的变化量为∆C =C1－C2=ε2p2∆X／ ln(R／r)，式中ε2p、ln(R／r)为常数，说明∆C与∆X位移成 正比，配上配套测量电路就能测量位移。
实验电容传感器结构
实验步骤
• 1、按下图示意安装、接线。
• 2、将实验模板上的Rw调节到中间位置(方 法：逆时针转到底再顺时传３圈)。 • 3、将主机箱上的电压表，旋转测微头改变电容传感器的动极板 位置使电压表显示0V ，再转动测微头(同一 个方向)6圈，记录此时的测微头读数和电压 表显示值为实验起点值。以后，反方向每 转动测微头1圈即△X=0.5mm位移读取电压 表读数(这样转12圈读取相应的电压表读数)， 将数据填入表中 (这样单行程位移方向做实 验可以消除测微头的回差)。
电容式传感器的位移实验报告
电容式传感器的位移实验报告电容式传感器的位移实验报告概述：电容式传感器是一种常见的传感器类型，它通过测量电容的变化来检测物体的位移。
在本次实验中，我们将使用电容式传感器来测量一个物体的位移，并分析实验结果。
实验装置：1. 电容式传感器：我们选择了一款高精度的电容式传感器，具有稳定的性能和较小的测量误差。
2. 信号采集器：为了获取传感器的输出信号，我们使用了一台信号采集器，并将其连接到电容式传感器。
3. 物体：我们选择了一个简单的金属块作为实验物体，通过移动该物体来模拟位移。
实验步骤：1. 连接：首先，我们将电容式传感器与信号采集器进行连接。
确保连接稳固可靠，并避免干扰信号的出现。
2. 校准：在进行实际测量之前，我们需要对电容式传感器进行校准。
校准的目的是确定传感器的输出与实际位移之间的关系。
3. 实验测量：将物体放置在传感器的测量范围内，并通过移动物体来模拟位移。
同时，记录传感器输出的变化，并与实际位移进行对比。
实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了一系列传感器的输出值，并与实际位移进行了对比。
根据我们的实验数据，我们可以得出以下结论：1. 传感器输出与位移之间存在线性关系：通过绘制传感器输出与实际位移之间的散点图，我们发现它们之间存在明显的线性关系。
这意味着电容式传感器在测量位移方面具有较高的准确性和可靠性。
2. 测量误差存在：尽管电容式传感器具有较高的精度，但在实际测量中仍存在一定的误差。
这些误差可能来自于传感器本身的不确定性，以及实验环境中的干扰因素。
因此，在实际应用中，我们需要对测量结果进行修正和校准。
3. 传感器响应速度：通过观察传感器输出的变化曲线，我们可以了解到电容式传感器的响应速度。
在实验中，我们发现传感器的响应速度相对较快，能够准确地跟踪物体的位移变化。
实验应用：电容式传感器在工业和科学研究领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 位移测量：正如我们在实验中所展示的，电容式传感器可以用于测量物体的位移。
电容式传感器的位移特性测试
实验二 电容式传感器的位移特性测试一、实验目的：了解电容传感器的结构及特点 二、实验仪器：电容传感器、电容传感器模块、测微头、数显直流电压表、直流稳压电源、绝缘护套 三、相关原理：电容式传感器是指能将被测物理量的变化转换为电容量变化的一种传感器它实质上是具有一个可变参数的电容器。
利用平板电容器原理： dSdSC r ⋅⋅==εεε0 （2-1）式中，S 为极板面积，d 为极板间距离，ε0真空介电常数，εr 介质相对介电常数，由此可以看出当被测物理量使S 、d 或εr 发生变化时，电容量C 随之发生改变，如果保持其中两个参数不变而仅改变另一参数，就可以将该参数的变化单值地转换为电容量的变化。
所以电容传感器可以分为三种类型：改变极间距离的变间隙式，改变极板面积的变面积式和改变介质电常数的变介电常数式。
这里采用变面积式，如图11-1两只平板电容器共享一个下极板，当下极板随被测物体移动时，两只电容器上下极板的有效面积一只增大，一只减小，将三个极板用导线引出，形成差动电容输出。
图2-1 四、实验内容与操作步骤1．按图2-2将电容传感器安装在电容传感器模块上，将传感器引线插入实验模块插座中。
图2-2 电容传感器安装图2．将电容传感器模块的输出U O接到数显直流电压表。
3．接入±15V电源，合上主控台电源开关，将电容传感器调至中间位置，调节Rw，使得数显直流电压表显示为0（选择2V档）。
（Rw确定后不能改动）4．旋动测微头推进电容传感器的共享极板（下极板），每隔0.5mm（0.2mm）记下位移量X五、实验报告：1．根据表2-1的数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差δf。
实验一(电容式传感器的位移特性实验)
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=εA/d和相应的结构及测量电路，在ε、A、d三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度(ε变)、测微小位移(变d)和测量液位(变A)等多种电容传感器。
利用电容传感器的动态响应特性和可以非接触测量等特点，可进行动态位移测量。
电容传感器具有结构简单、灵敏度高、分辨力高（可达0.01mm甚至更高）、动态响应好、可进行非接触测量等特点，它可以测量线位移、角位移，高频振动振幅，与电感式比较，电感式是接触测量，只能测低频振幅，电容传感器在测量压力、差压、液位、料位成分含量（如油、粮食中的水份）、非金属涂层、油膜厚度等方面均有应用。
目前半导体电容式压力传感器已在国内外研制成功，正在走向工业化应用。
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、相敏检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。
四、实验步骤：1、按图2-1将电容传感器装于电容传感器实验模板上。
图2-1 电容传感器安装示意图2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模板，实验线路见图2-2。
图2-2 电容传感器位移实验接线图3、将电容传感器实验模板的输出端V01与数显表单元V i相接(插入主控箱V i孔)，R w调节到中间位置。
4、接入±15V电源，旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每间隔0.2mm记下位移X与输出电压值，填入表2-1。
X(mm)V(mv)5、根据表2-1数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差δf。
五、思考题：图2－3为同心圆筒式电容位移传感器结构图，D为屏蔽套筒。
若外圆筒半径R=8mm，内圆柱半径r=7.25mm，外圆筒与内圆柱覆盖部分长度L=16mm。
根据实验所提供的电容传感器尺寸，计算其电容量C O和移动0.5mm时的变化量。
图2－3 同心圆筒式电容位移传感器结构图如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。
电容式传感器的位移实验
传感器原理课程设计报告设计课题：电容式传感器的位移实验专业班级：应用物理0501小组成员：于万伟张传慧指导教师：赵国明设计时间：2008.11.27-2008.12.11电容式传感器的位移实验一、电容式传感器的特性比较与分析1.了解电容式传感器的结构特点；2.分析电容式传感器的优缺点；3.与其他传感器之间的比较与分析；4.电容式传感器测位移的精度与非线性误差分析。
二、方案设计与论证方案：通过对测微头的位移变化与数显表上电压变化分析其精度和非线性误差。
先找到电压为零点，且保证没两次旋至同一位置时的电压值相同，每旋进0.2mm 测微头记录一次电压27组数据。
三、单元电路设计与分析图4-1 电容传感器位移实验接线图分析：当待测物体产生位移时（即测微头旋进时），引起电容式传感器两极板相对面积的改变，导致电容的改变，进而改变其微弱的电压。
然后通过如图4-1所示电路可以将电压放大并测出，然后通过比较位移与所对应电压进行分析，可判断其灵敏度和非线性误差。
四、总原理及分析1.基本原理：利用平板电容C=εA/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ε、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度(ε变)测微小位移(变d)和测量液位(变A)等多种电容传感器。
2.工作原理图4-2 电容传感器位移实验接线图本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器，如图4-2所示：它是有二个圆筒和一个圆柱组成的。
设圆筒的半径为R；圆柱的半径为r；圆柱的长为x，则电容量为C=ε2πｘ／ln(R／r)。
图中C1、C2是差动连接，当图中的圆柱产生∆X位移时，电容量的变化量为∆C=C1－C2=ε2π2∆X／ln(R ／r)，式中ε2π、ln(R／r)为常数，说明∆C与位移∆X成正比，配上配套测量电路就能测量位移。
五、安装与调试1.所需元件电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、相敏检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。
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实验八 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 ＝εS ／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ε、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（ε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： ()
12ln 2r r l C πε= （1） 式中 l ——外圆筒与内圆柱覆盖部分的长度；
12r r 、——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 ()()()()l
l C l l l l C r r r r r r ∆=∆=∆--=∆0121212ln 2ln 2ln 2πεπεπε （2） 于是，可得其静态灵敏度为： ()()()()()
121212ln 4/ln 2ln 2r r r r r r g l l l l l l C k πεπεπε=∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆--∆+=∆∆= （3） 可见灵敏度与，12r r 有关，12r r 与越接近，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。
本实验为变面积式电容传感器，采用差动式圆柱形结构，因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V o1与数显单元Vi 相接（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8-1。
图8-1电容传感器位移实验接线图。
4、根据表8-1数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差
f S=△U/△X
δf=△m/Yfs *100% =(|M-Xo|max)/1mm *100%
5、整理实验数据，根据所得得实验数据做出传感器的特性曲线
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利影响。
2、电容式传感器和电感式传感器相比，有哪些优缺点？
3、根据实验结果，分析引起这些非线性得原因，并说明怎样提高传感器得线性度。
七、实验结果分析与总结：。