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1、第10讲电容式压力传感器Capacitive Pressure Sensors,1、平板电容器,1 电容式传感器的原理和结构,2、圆筒形电容器,极板上移：,1、基本特性,二、变间隙型电容传感器,（2）考虑二次项,2、有介电层的变间隙型电容传感器,动极板上移：,初始位置时，,3、差动式变间隙型电容传感器,略去高次项：,三、变面积型电容传感器,线性,1、板状线位移变面积型,线性,2、角位移变面积型,线性,3、筒状线位移变面积型,4、中间极移动式变面积型,5、差动结构变面积型,四、变介质型电容传感器,例1：薄膜测厚,线性,例2：电容式液位传感器,设计一个油料液位监测系统。当液位高于 H1 时，鸣响震
2、铃且红色LED亮，当液位低于 H2 时，鸣响震铃且黄色LED亮，当液位处于 H1 和 H2 之间时，绿色LED亮。,差动变间隙型电容传感器，初始电容，初始间隙，设动极板相对于定极板位移了，计算其非线性误差。若改为单极平板电容，初始值不变，非线性误差有多大？,如何改善单极式变间隙型电容传感器的非线性？,思考题！,2 电容式传感器的测量电路,振荡回路固有电容,引线分布电容,传感器电容,一、调频电路,1、直放式：,2、外差式,二、调幅电路,1、交流电桥电路,（1）普通交流电桥,（2）紧耦合电感电桥,耦合系数,电路谐振点：,（3）变压器电桥,回路1,回路2,差动变间隙型电容传感器：,（4）双T二极管交
3、流电桥,2、运算放大器式电路,变间隙型电容传感器：,线性关系,三、脉冲宽度调制电路,参考电压,变间隙型差动电容传感器：,变面积型差动电容传感器：,一、等效电路,3 电容式传感器的应用,保护环,1、边缘效应,灵敏度降低、非线性增加,二、应用中存在问题,2、寄生电容,消灭寄生电容的影响，是传感器实用化的关键。,三、应用举例,例3 电容测厚传感器在板材轧制装置中的应用,例4 电容式称重传感器,误差平均效应,例5 电容式压力传感器,单只变间隙型,差动式,惯性原理,例6 电容式加速度传感器,ADI公司ADXL全系列加速度传感器,例7 容栅传感器,差动变面积型,误差平均效应,容栅传感器是一种基于变面积工作
4、原理，可测量大位移的电容式数字传感器。,参考文献：,“高分子电容式湿度变送器温度补偿方法”，传感器技术，2001年9期,2、“电容层析成像系统动态成像稳定性补偿方法”，仪表技术与传感器，2001年9期,3、“极板放在同一平面上的电容敏感器件的研制”，传感器技术，2001年5期,为什么电容传感器易受干扰，如何减小干扰？,如何改善单极式变间隙型电容传感器的非线性？,什么是“驱动电缆技术”，采用的目的是什么？,思考题,FIN,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
