电容传感器动态特性实验.

电容传感器动态特性实验

一、实验目的：了解电容传感器的动态性能的测量原理与方法。

二、基本原理：利用电容传感器动态响应好，可以非接触测量等特点。进行动态位移测量。

三、需用器件与单元：电容传感器、电容传感器实验模板、低通滤波模板、数显单元、直流稳压电源、双线示波器。

四、实验步骤：

1、传感器安装图如下图，按图4-1接线。实验模板输出端V01接低通滤波器输入端、滤波器输出端Ｖ。接示波器一个通道（示波器Ｘ轴为20ms/div、Y轴示输出大小而变）。调节传感器连接支架高度，使Ｖ01输出在零点附近。

图4-1 电容传感器位移实验接线图

2、主控箱低频振荡器输出端与振动源低频输入相接，振动频率选6～12Hz之间，幅度旋钮初始置０。

3、输入±15V电源到实验模板，调节低频振荡器的频率与幅度旋钮使振动台振动幅度适中，注意观察示波器上显示的波形。

4、保持低频振荡器幅度旋钮不变，改变振动频率，可以用数显表测频率（将

低频振荡器输出端与数显Fi输入口相接，数显表波段开关选择频率档）。从示波器测出传感器输出的Ｖ01峰－峰值。保持低频振荡器频率不变，改变幅度旋钮，测出传感器输出的Ｖ01峰－峰值。

五、思考题：

1、为了进一步提高电容传器灵敏度，本实验用的传感器可作何改进设计？如何设计成所谓容栅传感器？

2、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，（本实验外圆半径R=8mm，内圆柱外半径r=7.25mm，外圆筒与内圆筒覆盖部分长度1=16mm。

＊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。