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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗九 電容式傳感器的位移實驗學(xué)號： 姓名：1、 實驗?zāi)康?了解電容式傳感器結(jié)構(gòu)及其特點。2、 基本原理利用電容CAd和其它結(jié)構(gòu)的關(guān)系式，通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測量電路，可以選擇、A、d中三個參數(shù)中，保持二個參數(shù)不變，而只改變其中一個參數(shù)，則可以組成測介質(zhì)的性質(zhì)（變）、測位移（d變）和測量液位（A變）等多種電容傳感器。本實驗采用的傳感器為圓筒式變面積差動結(jié)構(gòu)的電容式位移傳感器，如下圖所示：它是有二個圓筒和一個圓柱組成的。設(shè)圓筒的半徑為R；圓柱的半徑為r；圓柱的長為x，則電容量為C=2xln(Rr)。 圖中C1、C2是差動連接，當(dāng)圖中的圓柱產(chǎn)生X位移時，電容量的變化量為C=C

2、1C2=22Xln(Rr)，式中2、ln(Rr)為常數(shù)，說明C與位移X成正比，配上配套測量電路就能測量位移。3、 實驗器材主機箱、電容傳感器、電容傳感器實驗?zāi)０?、測微頭。四、實驗步驟1、測微頭的使用和安裝參閱實驗九。按圖1將電容傳感器裝于電容傳感器實驗?zāi)０迳喜磮D示意接線(實驗?zāi)０宓妮敵鰋1接主機箱電壓表的in。圖1 電容傳感器位移實驗安裝、接線圖2、將實驗?zāi)０迳系腞w調(diào)節(jié)到中間位置(方法：逆時針轉(zhuǎn)到底再順時傳3圈)。3、將主機箱上的電壓表量程(顯示選擇)開關(guān)打到2V檔，合上主機箱電源開關(guān)，旋轉(zhuǎn)測微頭改變電容傳感器的動極板位置使電壓表顯示0V ，再轉(zhuǎn)動測微頭(同一個方向)5圈，記錄此時的測微頭

3、讀數(shù)和電壓表顯示值為實驗起點值。以后，反方向每轉(zhuǎn)動測微頭1圈即X=0.5mm位移讀取電壓表讀數(shù)(這樣轉(zhuǎn)10圈讀取相應(yīng)的電壓表讀數(shù))，將數(shù)據(jù)填入表1并作出X-V實驗曲線(這樣單行程位移方向做實驗可以消除測微頭的回差)。4、 根據(jù)表1數(shù)據(jù)計算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差。實驗完畢，關(guān)閉電源。表1 電容傳感器位移與輸出電壓值X(mm)15.48214.98214.48213.98213.48212.98212.48211.98211.48210.98210.482V(mv)-480-370-276-192-120169140219301383五、實驗結(jié)果1、X-V實驗曲線如下：2、計算系統(tǒng)靈

4、敏度：V=（-370-（-480）+（-276-（-192）+（383-301）/10=86.3mV X=0.5mm S=V/X=172.6mV/mm（2）計算非線性誤差： m =（-480+(-370)+(-276)+(-192)+(-120)+1+69+140+219+301+383）/11=-29.54mVyFS=-480mVf =m / yFS×100%=6.2%6、 思考題設(shè)計利用的變化測谷物濕度的傳感器原理及結(jié)構(gòu)？能否敘述一下在設(shè)計中應(yīng)考慮哪些因素？答：由于是測谷物的濕度的，當(dāng)此傳感器放在谷物里面時，根據(jù)谷物的呼吸作用，用傳感器檢測呼吸作用的水分程度，從而判斷出谷物的濕度，當(dāng)電容的S與D為恒定值時C=f(),稻谷的含水率不同，介電常數(shù)也不同，可確定谷物含水率，傳感器為兩個板，谷物從傳感器之間穿過。 在設(shè)計過程中應(yīng)考慮：感應(yīng)器是否于谷物接觸的充分、谷物是否均勻的從傳感器之間穿過，而且要注意直板傳感器的邊緣效應(yīng)。 專心-專注-專業(yè)