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第五章 电容式传感器 第五章 电容式传感器 1. 结构简单，没有活动触点，工作可靠，寿命长。 2. 灵敏度和分辨率高。传感器输出信号强，有利于信号传输。 3. 重复性好，线性度好。 4. 能测非常小的位移，但随着测量范围增大分辨率下降。 主要特点： 5．1 工作原理与结构 一. 基本原理 二．结构 1. 变间隙式 2. 变面积式 3. 变介电常数式 5．2 特性 一．变间隙式 由于 、 和 A 都不变，电容与极板间的距离成反 比。（非线性关系） 当 很小时，高次相可以忽略不计，输入与输出的关系近似为线性，由此带来的误差 为了改善传感器的特性，常采用差动结构，这样可以提高灵敏度一倍。更重要的是可将级数中的二次相抵消而使线性度提高。 传感器的灵敏度： 可见，要提高灵敏度，就应减小起始间隙，但这受电容器击穿电压的限制，而且增加装配加工的困难。另外，减小起始间隙会限制传感器的测量范围，否则将产生较大的非线性误差。 二．变面积式 输入和输出呈线性关系 两极板间的电容 传感器的灵敏度 三． 变介电常数式 1. (线性关系） 2. (非线性关系） 3. (线性关系） 5．3 测量电路 交流电桥 单臂时： 而 输出电压与电容C成反比 但如果传感器为变间隙式电容传感器 输出与被测位移成正比 差动电容时（半桥） 其中 2．变压器式交流电桥 3．双T电桥 二．二极管不平衡环形电桥 三．差动脉宽调制电路 四．运算放大器式电路 若传感器为变间隙式电容器 五．调频式电路 5.4 两个要注意的问题 一．分布电容的影响 二．边缘效应的影响 第五章 电容式传感器