第10讲电容式压力传感器.ppt

例7 容栅传感器 差动变面积型 误差平均效应 精度：10um 范围：0 ~ 150mm 　　容栅传感器是一种基于变面积工作原理，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 （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 节点A 差动变间隙型电容传感器： 线性关系 （4）双T二极管交流电桥 2、运算放大器式电路 变间隙型电容传感器： 线性关系 “变气隙式电容传感器非线性补偿新方法”，《传感 器世界》，2001年9期 参考文献： 跳变 触发器翻转 跳变 触发器翻转 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 C —— 传感器电容 L —— 电感 RP —— 并联损耗电阻 RS —— 串联损耗电阻 CP —— 寄生电容 高温、高湿、高激励 §3 电容式传感器的应用 保护环 减小极板厚度d 极板 间隙 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。 消灭寄生电容的方法： ① 驱动电缆法 等电位屏蔽法 ② 整体屏蔽法 ③ 采用组合式与集成技术 参考文献： “双面接触式电容压力传感器的设计及制造工艺”， 《仪表技术与传感器》，2001年9期 2、“基于参考电容的低成本智能电容传感器系统”，《仪表技术与传感器》，2001年8期 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 “电容式板材在线测厚仪”，《仪表技术与传感器》，2001年4期 参考文献： 例4 电容式称重传感器 误差平均效应 参考文献： “电容式称重传感器”，《传感器技术》，2001年6期 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 参考文献： “利用电容式加速度传感器测量电梯运动特性”， 《仪表技术与传感器》，2001年6期 * 传感器与检测技术教程 传感器与检测技术教程 现代医用传感器技术 第10讲　电容式压力传感器Capacitive Pressure Sensors C —— 电容量，单位：F 法拉 —— 真空介电常数，8.85×10-12F/m —— 极板间介质的相对介电常数 A —— 极板的有效面积（m2） —— 两平行极板间的距离（m） 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 讨论： （1）略去高次项 （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 提高一倍 减小 略去高次项： 中间极移动式变面积型 差动结构变面积型 板状线位移变面积型 角位移变面积型 筒状线位移变面积型 结构型式 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 ① 扇形平板结构 5、差动结构变面积型 ② 柱面型结构 四、变介质型电容传感器 例1：薄膜测厚 参考文献： “高静电场下的薄膜测厚技术”，《仪表技术与传感器》，2001年8期 线性 例2：电容式液位传感器 1、“用MATLAB语言建立液位电容传感器特性的数学 模型”，《传感器技术》，2001年6期 参考文献： 2、“射频电容式传感器的研究与应用”，《传感器技 术》，2001年2期 设计一个油料液位监测系统。当液位高于 H1 时，鸣响震铃且红色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！！！ 电容式传感器 测量电路 被测非电量 U、I、f 电容 直放式 外差式 普通交流电桥 耦合电感电桥 变压器电桥 双