《實(shí)驗(yàn)四--電容式傳感器測(cè)量位移實(shí)驗(yàn)(共5頁(yè)).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《實(shí)驗(yàn)四--電容式傳感器測(cè)量位移實(shí)驗(yàn)(共5頁(yè)).doc（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電容式傳感器測(cè)量位移實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解電容式傳感器結(jié)構(gòu)及原理。（2）熟悉數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用。二、基本原理（一）電容式傳感器及其測(cè)量電路1、電容式傳感器本實(shí)驗(yàn)采用的傳感器為圓筒式變面積差動(dòng)結(jié)構(gòu)的電容式位移傳感器，如圖1所示：它是有二個(gè)圓筒和一個(gè)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(zhǎng)為x，則電容量為C=2pln(Rr)。圖中C1、C2是差動(dòng)連接，當(dāng)圖中的圓柱產(chǎn)生X位移時(shí)，電容量的變化量為C=C1C2=2p2Xln(Rr)，式中2p、ln(Rr)為常數(shù)，說明C與位移X成正比，配上配套測(cè)量電路就能測(cè)量位移。圖1 實(shí)驗(yàn)電容式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖2、測(cè)量

2、電路測(cè)量電路畫在實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓拿姘迳?，其電路的核心部分是二極管充放電電路。（二）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集卡）對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（模擬量）進(jìn)行采集并與計(jì)算機(jī)(PC機(jī))通訊，再用計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。其原理框圖如圖2所示。圖2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)原理框圖三、需用器件與單元主機(jī)箱、電容傳感器、電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭；數(shù)據(jù)采集通訊卡 (內(nèi)置式，已經(jīng)裝在主機(jī)箱內(nèi))、RS232連線、計(jì)算機(jī)。附：測(cè)微頭的組成與使用測(cè)微頭組成和讀數(shù)如圖3所示。測(cè)微頭讀數(shù)圖圖3測(cè)位頭組成與讀數(shù)測(cè)微頭組成： 測(cè)微頭由不可動(dòng)部分安裝套、軸套和可動(dòng)部分測(cè)桿、微分筒、微調(diào)鈕組成。測(cè)微頭讀數(shù)與使用：測(cè)微頭的安裝套便于在支架座上固定

3、安裝，軸套上的主尺有兩排刻度線，標(biāo)有數(shù)字的是整毫米刻線(1格)，另一排是半毫米刻線(.格)；微分筒前部圓周表面上刻有50等分的刻線(.格)。用手旋轉(zhuǎn)微分筒或微調(diào)鈕時(shí)，測(cè)桿就沿軸線方向進(jìn)退。微分筒每轉(zhuǎn)過1格，測(cè)桿沿軸方向移動(dòng)微小位移.毫米，這也叫測(cè)微頭的分度值。測(cè)微頭的讀數(shù)方法是先讀軸套主尺上露出的刻度數(shù)值，注意半毫米刻線；再讀與主尺橫線對(duì)準(zhǔn)微分筒上的數(shù)值、可以估讀110分度，如圖3甲讀數(shù)為.，不是.；遇到微分筒邊緣前端與主尺上某條刻線重合時(shí)，應(yīng)看微分筒的示值是否過零，如圖3乙已過零則讀.；如圖3丙未過零，則不應(yīng)讀為，讀數(shù)應(yīng)為.。測(cè)微頭使用：測(cè)微頭在實(shí)驗(yàn)中是用來產(chǎn)生位移并指示出位移量的工具。一般

4、測(cè)微頭在使用前，首先轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒到處(為了保留測(cè)桿軸向前、后位移的余量)，再將測(cè)微頭軸套上的主尺橫線面向自己安裝到專用支架座上，移動(dòng)測(cè)微頭的安裝套(測(cè)微頭整體移動(dòng))使測(cè)桿與被測(cè)體連接并使被測(cè)體處于合適位置(視具體實(shí)驗(yàn)而定)時(shí)再擰緊支架座上的緊固螺釘。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭的微分筒時(shí)，被測(cè)體就會(huì)隨測(cè)桿而位移。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按圖4將電容傳感器裝于電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳喜磮D示意接線(實(shí)驗(yàn)?zāi)０?#177;15V電源端口接主機(jī)箱±15V電源；實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓妮敵鼋又鳈C(jī)箱電壓表的)。 圖4 電容傳感器測(cè)量位移實(shí)驗(yàn)安裝、接線圖2、將實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系腞w調(diào)節(jié)到中間位置(方法：逆時(shí)針轉(zhuǎn)到底再順時(shí)傳圈)。3、將主機(jī)箱上的

5、電壓表量程(顯示選擇)開關(guān)打到檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭改變電容傳感器的動(dòng)極板位置使電壓表顯示 ，再沿同一方向（如測(cè)微頭讀數(shù)減小方向）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭5圈，記錄此時(shí)的測(cè)微頭讀數(shù)和電壓表顯示值，作為實(shí)驗(yàn)起點(diǎn)值。之后，反方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭，每轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭1圈即=.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并作出實(shí)驗(yàn)曲線。4、 根據(jù)表1數(shù)據(jù)計(jì)算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差。表1電容傳感器位移與輸出電壓值X(mm) V(mv)5、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)標(biāo)定。（1）準(zhǔn)備10V電源：在主機(jī)箱上按圖2接線。將電壓表的量程切換開關(guān)切到20V檔，檢查接線無(wú)誤后合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)

6、節(jié)024V電源使電壓表顯示10.00V（調(diào)節(jié)好后保持轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕位置不變）。關(guān)閉電源。（2）軟件標(biāo)定（以通道A為例）：分別按圖6和圖7示意接線，V和I選擇按鈕選擇Vin。檢查接線無(wú)誤后和上主機(jī)箱電源進(jìn)行軟件0V、10V標(biāo)定（前提：電腦已安裝好配套軟件并已正常開機(jī)）。按圖6接線，合上主機(jī)箱電源后按電腦軟件界面“0V”鍵三次；在轉(zhuǎn)換成圖4接線時(shí)不用關(guān)閉主機(jī)箱電源，而是帶電接線后按電腦軟件界面中“10V”鍵三次，然后再點(diǎn)擊電腦軟件界面中“保存標(biāo)定”鍵。圖5 準(zhǔn)備10V電源接線示意圖圖6 軟件0V標(biāo)定接線示意圖圖7 軟件10V標(biāo)定接線示意圖6、利用利用數(shù)據(jù)采集卡采集電容式傳感器測(cè)量位移實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。記錄和保存實(shí)驗(yàn)結(jié)果。思考題：比較人工記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如有差異，試分析原因。專心-專注-專業(yè)