传感器实验报告(电容式传感器)

传 感 器 技 术 实 验 报 告

院（系） 机械工程系 专业 班级 姓 名 同组同学 实验时间 2014 年 月 日，第 周，星期 第 节 实验地点 单片机与传感器实验室 实验台号

实验五 电容式传感器的位移特性实验

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、实验仪器

电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、数显直流电压表、直流稳压电源、绝缘护套

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： d

S

d

S

C r ⋅⋅=

=

εεε0

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1 差动式电容传感器原理图

四、实验内容与步骤

1．按图2将电容传感器安装在传感器固定架上，将传感器引线插入电容传感器实验模块插座中。

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转5圈)，Rw 确定

后不要改动。按照图3所示，将电容传感器模块的输出U O接到数显直流电压表，将实验台的±15V电源接到传感器模块上。

3．检查接线无误后，开启实验台电源，用电压表2V档测量“电容传感器模块”的输出，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，记录此时的测微头读数和电压表显示值为实验起点值。

图2 电容传感器安装示意图图3 电容传感器位移实验接线图

4．旋动测微头，推进电容传感器的共享极板（下极板），每隔0.2mm记录位移量X与输出电压值V的变化，填入下表，关闭电源。

表1 电容传感器位移实验记录表

位移X(mm)

电压V(mV)

五、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、实验报告

根据表1计算系统灵敏度S＝ΔV/ΔX（ΔV为输出电压变化量，ΔX为位移变化量）。

七、思考题

电容传感器可以分为哪几种类型？本实验采用的是那种类型？

答：