电容式传感器的位移实验

吉首大学实践教学系列

SERIES OF PRACTICAL TEACHING OF JISHOU UNIVERSITY

学生实验报告

课程名称 实验名称

感测技术基础 电容式传感器的位移实验

班级 姓名

专业 通信工程 学号

同组姓名 实验日期

2013年 月 日

实验预习 一、实验目的

了解电容式传感器结构及其特点。

二、实验设备

电容传感器、电容传感器实验模块、激振器I、测微仪

三、实验原理

利用平板电容C＝εA／d和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）、测微小位移（变d）和测量液位（变A）等多种电容传感器。本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器，如图2－1所示：它由两个圆筒和一个圆柱组成的。设圆筒的半径为R；圆柱的半径为r；圆柱的长为x，则电容量为

C2x/ln(R/r)。图中C、C是差动连接，当图中的圆柱产生X位移时，电容的变

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化 量为

CC1C222x/ln(R/r)，式中2x、ln(R/r)为常数，说明C与

位移X成正比，配上配套的测量电路就能测量位移。

图2－1 变面积式电容式位移传感器结构示意图

四、主要实验步骤

1、观察电容传感器结构:传感器由一个动极与两个定级组成，连接主机与实验 模块的电源线及传感器接口，按图(2－2)接好实验线路，增益适当.

2、打开主机电源，用测微仪带动传感器动极位移至两组定极中间，调整调零电位器，此时模块电路输出为零。

3、前后位移动极，每次0.5mm，直至动静极完全重合为止，记录数据入表2－1，并作出v－x 曲线，求出灵敏度。

指导老师签字

实验报告 五、实验记录（根据实验步骤逐项记录关键方法，现象及结果）

表2－1 电容传感器位移与输出电压值 X(mm) -5.0 V(mv) -4.5 -4.0 -3.5 -3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 -0.110 -0.099 -0.088 -0.079 -0.070 -0.059 -0.048 -0.035 -0.023 -0.010 1.0 0.022 1.5 0.033 2.0 0.039 2.5 0.050 3.0 0.061 3.5 0.072 4.0 0.082 4.5 0.093 5.0 0.105 X(mm) 0.5 V(mv)

0.012 实验报告

六、结果分析及问题讨论（分析实验结果与理论值之间误差产生的原因，及改善办法）

1、实验系统的安装，找到固定螺钉，对传感器进行固定。

2、掌握调零的方法：将实验模板上的Rw调节到中间位置（方法：逆时针转到底再顺时针转3圈）。

七、指导老师评语

指导老师签名 批阅日期