组合式差动圆柱面电容倾角传感器的输出特性研究.pdfVIP

第４６卷第２期兵器装备工程学报２０２５年２月

ｄｏｉ:１０.１１８０９/ｂｑｚｂｇｃｘｂ２０２５.０２.０２１

组合式差动圆柱面电容倾角传感器的

输出特性研究

王福谦

(四川西南航空职业学院机务学院ꎬ成都６１０４００)

摘要:由于电容传感器极板的边缘效应ꎬ导致其存在有边缘附加电容ꎬ使其灵敏度降低并产生非线性ꎬ对传感器的输

出特性产生影响ꎮ为了研究组合式差动圆柱面电容倾角传感器在计及边缘效应情况下的输出特性ꎬ将保角变换法、

格林函数法和计算机数值模拟相结合ꎬ首先讨论组合式差动圆柱面电容器其中一组差动传感器的输出特性ꎬ指出改

善该组传感器输出特性的途径ꎬ然后在该组传感器输出特性的基础上ꎬ研究组合式差动圆柱面电容倾角传感器的输

出特性ꎮ理论分析和数值模拟结果表明ꎬ可通过５个途径来改善组合式差动圆柱面电容倾角传感器的输出特性:一

是使转动与固定极板所对的圆心角相等ꎻ二是减小２个固定极板间隙所对的圆心角ꎻ三是增大转动、固定极板的半

径并减小其差值ꎻ四是在转动、固定极板所对的圆心角相等的情形下ꎬ增大其圆心角的数值至π/２ꎬ使该传感器的测

量范围增大至π/２ꎻ五是适度增加该组合传感器的单元数ꎮ该项研究不仅为在计及极板边缘效应情况下的电容传感

器电容量的计算提供了一种新的方法ꎬ也消除了极板横向边缘效应对其输出特性的影响ꎬ提高了电容传感器的测量

精度ꎬ为传感器的设计与研究提供了一种新的思路ꎬ在科研上具有一定的理论意义和实用价值ꎮ

关键词:组合式ꎻ差动式ꎻ圆柱面ꎻ电容倾角传感器ꎻ边缘效应ꎻ保角变换法ꎻ格林函数法ꎻ数值模拟ꎻ输出特性

本文引用格式:王福谦.组合式差动圆柱面电容倾角传感器的输出特性研究[Ｊ].兵器装备工程学报ꎬ２０２５ꎬ４６

(２):１５７－１６７.

Ｃｉｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｔ:ＷＡＮＧＦｕｑｉａｎ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｏｕｔｐｕｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｏｍｂｉｎｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｃａｐａｃｉｔｉｖｅｔｉｌｔ

ｓｅｎｓｏｒ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｒｄｎａｎｃｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０２５ꎬ４６(２):１５７－１６７.

中图分类号:ＴＰ２１２文献标识码:Ａ文章编号:２０９６－２３０４(２０２５)０２－０１５７－１１

Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｏｕｔｐｕｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｏｍｂｉｎｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ

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ＷＡＮＧＦｕｑｉａｎ

(ＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＣｏｌｌｅｇｅꎬＳｉｃｈｕａｎｓｏｕｔｈｗｅｓｔａｖｉａｔｉｏｎｖｏｃａｔｉｏｎａｌｃｏｌｌｅｇｅꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１０４００ꎬＣｈｉｎａ)

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