实验二 电容式传感器的位移实验
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一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。二、基本原理：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
)/ln(/2r R x C πε=。图中C 1、C 2是差动连接，当图中的圆柱产生X ∆位
移时，电容的变化量为1222/ln(/)C x R r C C επ∆=-=⋅∆，式中x πε2、
)/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。
2011安徽高考数学理科图2－1 变面积式电容式位移传感器结构示意图
三、实验所需部件:
电容传感器、电容传感器实验模块、激振器I 、测微仪
四、实验步骤:
n-甲基吡咯烷酮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.
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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。
表2－1 电容传感器位移与输出电压值
X(mm) 0
V(mv)
X(mm) 0
V(mv)
灵敏度S＝
五、实验注意事项
1、实验系统的安装，到固定螺钉，对传感器进行固定。
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2、掌握调零的方法：将实验模板上的R w调节到中间位置（方法：逆时针转到底再顺时针转3圈）。
六、思考题：
试设计利用ε的变化测谷物湿度的传感器原理及结构？能否叙述一下在设计中应考虑哪些因素？
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