1、.信息與電氣工程學(xué)院第六章 電參數(shù)傳感器第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器第二節(jié) 熱電阻傳感器第三節(jié) 自感傳感器第四節(jié) 差動(dòng)變壓器第五節(jié) 渦流傳感器第六節(jié) 電容傳感器第七節(jié) 光電阻傳感器.信息與電氣工程學(xué)院第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器一、電阻絲的應(yīng)變效應(yīng)高電阻率的電阻絲=0.025mm；l-標(biāo)距（工作基長(zhǎng)）；b-工作寬度；規(guī)格：使用面積bl、電阻值導(dǎo)線(xiàn)電阻：如果電阻絲受均勻應(yīng)力，則相對(duì)變化量dRR為：.信息與電氣工程學(xué)院第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器相對(duì)變化量dRR為： 對(duì)于直徑為d的圓形截面的電阻絲，a/a2d/d，橫向收縮和縱向伸長(zhǎng)的關(guān)系用泊松比來(lái)描述，dd-ll，上式可得：式中，K為應(yīng)變靈敏系數(shù)，對(duì)于大多數(shù)金屬材

2、料，泊松比0.30.5，所以K值在1.6-2之間。為應(yīng)變值。.信息與電氣工程學(xué)院第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器應(yīng)變靈敏度系數(shù)K：在允許變形范圍內(nèi)（受拉或受壓）保持不變；當(dāng)超出允許范圍時(shí)，值將發(fā)生變化造成應(yīng)變片測(cè)量誤差的主要因素為溫度，將引起：電阻絲溫度系數(shù)、電阻絲與被側(cè)件材料的線(xiàn)膨脹系數(shù)的不同。.信息與電氣工程學(xué)院第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器 當(dāng)環(huán)境溫度變化t時(shí)，應(yīng)變片電阻的增量Rt可用下式表達(dá)： 式中：Ro：0時(shí)電阻絲應(yīng)變片的電阻； ：電阻絲材料的電阻溫度系數(shù)； K：電阻絲的應(yīng)變靈敏系數(shù)； 1：被測(cè)件材料的線(xiàn)膨脹系數(shù)； 2：為電阻絲材料的線(xiàn)膨脹系數(shù)；t：電阻絲應(yīng)變片的電阻溫度系數(shù)。.信息與電氣工程學(xué)院第一

3、節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器幾幾 種種 金金 屬屬 電電 阻阻 應(yīng)應(yīng) 變變 片片 的的 形形 狀狀 a）、）、c）、）、e）絲式）絲式b）帶連接線(xiàn)的絲式）帶連接線(xiàn)的絲式d）箔片）箔片.信息與電氣工程學(xué)院第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器二、電阻應(yīng)變傳感器測(cè)量電路橋式測(cè)量電路 橋式測(cè)量電路有四個(gè)電阻，任何一個(gè)都可以是電阻應(yīng)變片電阻，電橋的一個(gè)對(duì)角線(xiàn)接入工作電壓U，另一個(gè)對(duì)角線(xiàn)為輸出電壓Uo。當(dāng)電橋橋臂電阻平衡，電橋輸出為零，否則就有電壓輸出，可利用靈敏檢流計(jì)來(lái)測(cè)量，故電橋能夠精確地測(cè)量微小的電阻變化。.信息與電氣工程學(xué)院第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器橋路平衡，則：如果R1為電阻應(yīng)變片，其根據(jù)變形引起 ，則其相對(duì)變化率： ，則

4、 .信息與電氣工程學(xué)院第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器三、電阻應(yīng)變傳感器的應(yīng)用 電阻應(yīng)變傳感器：把應(yīng)變片作為敏感元件來(lái)測(cè)量應(yīng)變以外的物理量，如力、扭矩、加速度和壓力等。把應(yīng)變片粘貼到傳感器的受力結(jié)構(gòu)(彈性元件)上使該應(yīng)變片上的應(yīng)變與被測(cè)量成比例，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。.信息與電氣工程學(xué)院第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器（1）BLR-1的型拉力傳感器彈性元件是圓管形的，在它上面縱向和橫向各粘貼有四片應(yīng)變片，每?jī)善较虻拇?lián)組成一個(gè)橋臂，八片應(yīng)變片組成全橋。彈性元件用40Cr鋼制成，經(jīng)熱處理，外圓和內(nèi)孔部分都經(jīng)磨削加工。 BLR-型拉力傳感器型拉力傳感器螺釘銘牌殼體應(yīng)變筒螺釘銘牌殼體應(yīng)變筒球面螺釘內(nèi)壓環(huán)球面螺釘內(nèi)壓環(huán) 蓋膜

5、片蓋膜片密封墊圈插頭接線(xiàn)環(huán)密封墊圈插頭接線(xiàn)環(huán).信息與電氣工程學(xué)院第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器（1）非線(xiàn)性、遲滯、重復(fù)性誤差均小于額定載荷的0.5。（2）工作電壓最高為6V。（3）輸出靈敏度104N以下的分型號(hào)為1mVV，104N以上的分型號(hào)為1.5mVV。（4）工作溫度范圍為-10+50。（5）溫度零漂值為0.04。 BLR-1的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：.信息與電氣工程學(xué)院第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器（2）加速度傳感器加速度傳感器結(jié)構(gòu)1-懸臂 2-重塊 3-殼體 4-應(yīng)變片 5-墊片 6-接線(xiàn)插座 加速度傳感器是一種測(cè)量力的裝置，由重塊、重塊支承彈簧(懸臂梁)以及阻尼器等構(gòu)成。 當(dāng)有加速度時(shí)，重塊受力，懸臂梁彎曲、

6、按粱上固定的應(yīng)變片的變形可測(cè)出力的大小。在已知質(zhì)量下便可算出被測(cè)的加速度。.信息與電氣工程學(xué)院第一節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器（2）壓力傳感器組合式壓力傳感器1-膜片式 2-包端管式 壓力傳感器，利用彈性元件先將壓力轉(zhuǎn)換成力，然后再轉(zhuǎn)換成應(yīng)變，從而使應(yīng)變片電阻發(fā)生變化。 應(yīng)變片粘貼在總管梁上，懸臂梁的剛度應(yīng)比壓力敏感元件更高，這樣可降低這些元件所固有的不穩(wěn)定性和遲滯。.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器熱電阻傳感器：利用電阻隨溫度變化的特性制成的傳感器。它主要用于對(duì)溫度與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測(cè)。按熱電阻的性質(zhì)分：金屬熱電阻（熱電阻） 半導(dǎo)體熱電阻（熱敏電阻）.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器一

7、、熱電阻熱電阻是由電阻體、絕緣套管和接線(xiàn)盒等主要部件組成的。 幾種電阻體：（1）鉑電阻（2）銅電阻（3）銦電阻（4）錳電阻（5）碳電阻.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器（1）鉑電阻特點(diǎn)：精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。原因：鉑在氧化性介質(zhì)中，其至在高溫下其物理、化學(xué)件 質(zhì)都非常穩(wěn)定。缺點(diǎn)：在還原介質(zhì)中，特別是在高溫下很容易被從氧化中 還原出來(lái)的蒸汽所沾污，容易使鉑絲變脆，并改變 它的電阻與溫度間的關(guān)系。.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器（1）鉑電阻 在0-630.74 范圍內(nèi)，鉑的電阻值與溫度的關(guān)系可用下式表為 在-190-0 范圍內(nèi)，鉑的電阻值與溫度的關(guān)系可用下式表為.信息與電氣工程

8、學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器（2）銅電阻鉑是貴重金屬，在一些測(cè)量精度不高且溫度較低的地方一般采用銅電阻，可用它來(lái)測(cè)量-50+150的溫度。銅電阻優(yōu)點(diǎn)：（1）在上述溫度范圍內(nèi)，銅的電阻與溫度呈線(xiàn)性關(guān)系 （2）電阻溫度系數(shù)高， 。 （3）容易提純，價(jià)格便宜。.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器二、熱敏電阻 直熱式熱敏電阻：由金屬氧化物（錳、鎳、銅和鐵的氧化物等）粉料按一定比例擠壓成形，也有用小珠成形工藝、印刷工藝等制成的珠狀、薄膜、厚膜、線(xiàn)狀、塑料薄膜，經(jīng)過(guò)1273-1773K高溫?zé)Y(jié)而成。其引出極一般為銀電極。 熱敏電阻：直熱式、旁熱式。 旁熱式熱敏電阻：除半導(dǎo)體外還有金屬絲繞制的加熱器，兩者緊

9、緊耦合在一起，互相絕緣，密封于高真空玻璃殼內(nèi)。.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器負(fù)的電阻溫度系數(shù)正的電阻溫度系數(shù)鉑電阻溫度特性熱敏電阻的符號(hào)溫度特性曲線(xiàn).信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器線(xiàn)性電阻V-A特性曲線(xiàn)熱敏電阻是非線(xiàn)性電阻，它的非線(xiàn)性表現(xiàn)在：其電阻值與溫度之間呈指數(shù)關(guān)系和電流隨電壓的變化不服從歐姆定律。非線(xiàn)性電阻.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器三、熱電阻傳感器的應(yīng)用（一）金屬熱電阻傳感器應(yīng)用范圍：一般情況為-200+500 在特殊情況下，高溫端可測(cè)到1000。特 點(diǎn)：精度高，適于測(cè)低溫。.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器a)三線(xiàn)式結(jié)構(gòu)經(jīng)常使用電橋電橋作為傳感器的

10、測(cè)量電路，為了減少引線(xiàn)電阻溫度變化引起的誤差，工業(yè)用鉑電阻的引線(xiàn)不是兩根而是三根。 當(dāng)引線(xiàn)電阻R1=R2=R3時(shí)，A表指示與引線(xiàn)電阻無(wú)關(guān)。.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器b)四線(xiàn)式結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)或?qū)嶒?yàn)室用的鉑電阻的引線(xiàn)采用四線(xiàn)制，即金屬熱電阻兩端各焊兩根引出線(xiàn)。 當(dāng)引線(xiàn)電阻R1=R2=R3=R4時(shí)，A表指示與引線(xiàn)電阻無(wú)關(guān)。.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器（二）半導(dǎo)體熱電阻傳惑器熱敏電阻傳感器應(yīng)用范圍很廣，可用于溫度測(cè)量、溫度控制、溫度補(bǔ)償、穩(wěn)壓穩(wěn)幅、自動(dòng)增益調(diào)整、氣壓穩(wěn)定、氣體和液體分析、火災(zāi)報(bào)警、過(guò)負(fù)荷保護(hù)和紅外探測(cè)等方面。.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器（1）溫度測(cè)量用

11、于：液體、氣體、固體、固熔體、海洋、深井、高空氣象、冰川等方面的溫度測(cè)量。測(cè)溫范圍：一般為-10+300 ，也可做到-200+10 、3001200 。Rt：熱敏電阻； R2 、R3：平衡電阻；R1：起始電阻；R4：滿(mǎn)刻度電阻；R7R9：分壓電阻；R5、 R6 ：A表修正、保護(hù)電阻。.信息與電氣工程學(xué)院第二節(jié) 熱電阻傳感器（2）溫度補(bǔ)償 金屬一般具有正的溫度系數(shù)，采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻進(jìn)行補(bǔ)償，可以抵消由于溫度變化所產(chǎn)生的誤差。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻與錳銅絲電阻并聯(lián)后再與被補(bǔ)償元件串聯(lián)。.信息與電氣工程學(xué)院第三節(jié) 自感傳感器一、自感電動(dòng)勢(shì)與電感 當(dāng)一個(gè)線(xiàn)圈中電流I變化時(shí)，該電流所

12、產(chǎn)生的磁通也隨著變化。因而線(xiàn)圈本身產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eL，這種現(xiàn)象稱(chēng)為自感，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為自感電動(dòng)勢(shì)。 自感為： 電感L取決于線(xiàn)圈匝數(shù)、磁路幾何尺寸與介質(zhì)的磁導(dǎo)率。.信息與電氣工程學(xué)院第三節(jié) 自感傳感器二、簡(jiǎn)單的自感傳感器原理 自感傳感器原理圖a)變氣隙 b)變截面1線(xiàn)圈 2鐵心 3銜鐵由線(xiàn)圈1、鐵心2和銜鐵3組成的。線(xiàn)圈套在鐵心上。在鐵心與銜鐵之間有一個(gè)空氣隙，其厚度為。 線(xiàn)圈的電感值為：電感值為：.信息與電氣工程學(xué)院第三節(jié) 自感傳感器電感量與空氣隙厚度成反比，與空氣隙相對(duì)截面積成正比。因此，改變空氣隙厚度或改變氣隙截面積都能使電感量變化。自自 感感 傳傳 感感 器器 的的 特特 性性 曲曲

13、線(xiàn)線(xiàn).信息與電氣工程學(xué)院第三節(jié) 自感傳感器 自感傳感器分為： 改變自感傳感器，靈敏度高，非線(xiàn)性嚴(yán)重、示值范圍很小、自由行程??； 改變S自感傳感器，較好的線(xiàn)性，示值范圍較大、自由行程也較大； 螺管式自感傳感器，靈敏度低，示值范圍大、自由行程大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。螺管式自感傳感器1線(xiàn)圈 2動(dòng)鐵心.信息與電氣工程學(xué)院第三節(jié) 自感傳感器三、自感傳感器結(jié)構(gòu)舉例BYM型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)與原理圖，它采用了變氣隙差動(dòng)傳感器。BYM 型型 壓壓 力力 傳傳 感感 器器 1彈簧管彈簧管 2銜鐵銜鐵 3、4鐵心鐵心5、6線(xiàn)圈線(xiàn)圈 7調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘.信息與電氣工程學(xué)院第三節(jié) 自感傳感器螺管式差動(dòng)自感傳感器。滾動(dòng)導(dǎo)軌上消除了

14、徑向間隙，使測(cè)量精度提高，并且靈敏度和壽命能達(dá)到較高指標(biāo)。1-導(dǎo)線(xiàn) 2-磁心 3-銜鐵4-線(xiàn)圈5-彈簧 6-防轉(zhuǎn)銷(xiāo)7-導(dǎo)軌 8-測(cè)桿 9-密封套 10-可換測(cè)頸螺管式差動(dòng)自感傳感器.信息與電氣工程學(xué)院第三節(jié) 自感傳感器四、測(cè)量電路 一般采用帶相敏整流的電橋電路，電橋由差動(dòng)電感傳感器Z1和Z2以及平衡電阻R1、R2(R1= R2)組成，VD1VD4構(gòu)成了相敏整流器，當(dāng)Z1Z2Z，輸出電壓U0為零。（一）基本測(cè)量電路帶有相敏整流的電橋電路 通常采用交流橋路，但其輸出電壓不能反映輸入量的變化方向，還有殘余電壓。如果在輸入到指示器前經(jīng)相敏整流則可反映極性。.信息與電氣工程學(xué)院第三節(jié) 自感傳感器 當(dāng)銜鐵

15、偏離中間位置而使Z2Z+Z增加，則ZlZZ減少。 比較上述兩種情況，可知輸出電壓幅值相等，極性相反。整流器輸出特性曲線(xiàn)整流器輸出特性曲線(xiàn)a)非相敏整流器非相敏整流器 b)相敏整流器相敏整流器.信息與電氣工程學(xué)院第三節(jié) 自感傳感器JGH型電感測(cè)厚儀的傳感器是一只差動(dòng)式自感傳感器，因此測(cè)量電路是一不平衡電橋電路。（二）自感傳感器實(shí)際測(cè)量電路舉例JGH 型型 電電 感感 測(cè)測(cè) 厚厚 儀儀 測(cè)測(cè) 量量 電電 路路 L1、L2和電容C1、C2作為橋臂；相敏整流器：VD1-VD4；附加電阻：R1-R4；變壓器T供給電橋電源；濾波C3.信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器 成塊的金屬置于變化著的磁場(chǎng)中或者在

16、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬體內(nèi)都要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)形成電流，成為渦流，其于金屬導(dǎo)體的磁導(dǎo)率u、電導(dǎo)率、線(xiàn)圈與金屬導(dǎo)體距離x、線(xiàn)圈激勵(lì)頻率f等參數(shù)來(lái)描述。 線(xiàn)圈阻抗Z表示為：Z=f(，u ，x，f)渦流傳感器在金屬體中產(chǎn)生的渦流，其滲透深度與傳感器線(xiàn)圈的勵(lì)磁電流的頻率有關(guān)，渦流傳感器分為高頻反射、低頻透射兩類(lèi)，前者應(yīng)用較廣泛。.信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器 渦流傳感器的最大特點(diǎn)是可以對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行非接觸測(cè)量，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，靈敏度較高，所以工業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣。 渦流傳感器應(yīng)用及特征.信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器一、高頻反射渦流傳感器（一）基本工作原理高頻反射式渦流傳感器 高頻交變磁場(chǎng)渦流產(chǎn)生磁

17、場(chǎng)渦流x 當(dāng)傳感器與被測(cè)導(dǎo)體靠近時(shí)，傳感器的等效阻抗Z將發(fā)生變化，為.信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器為了提高渦流傳感器的靈敏度，傳感器線(xiàn)圈總是并聯(lián)一只電容器，構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。線(xiàn)圈Q值降低，意味著諧振回路諧振曲線(xiàn)值下降（原來(lái)調(diào)諧到某一頻率），同時(shí)使曲線(xiàn)變得平坦。Z = f (，u ，x，f )而高頻回路阻抗Z表示為.信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器 被測(cè)材料的電阻率、磁導(dǎo)率u、勵(lì)磁頻率f 一定時(shí)，Z = F(x)U = (x) 特性曲線(xiàn)通過(guò)測(cè)量電路可將Z轉(zhuǎn)換成U。輸出電壓U與位移x間的關(guān)系曲線(xiàn)，在中間一般呈線(xiàn)性關(guān)系，其范圍為平面線(xiàn)圈外徑的1/31/5（線(xiàn)性誤差為34）。 .信息與電氣

18、工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器 CZF1型渦流傳感器的結(jié)構(gòu)圖，它是采用把導(dǎo)線(xiàn)繞在框架上形成的，框架采用聚四氟乙烯。 線(xiàn)圈框架 框架襯套支架 電纜 插頭（二）高頻反射渦流傳感器的結(jié)構(gòu)形式.信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器 高頻反射渦流傳感器測(cè)量方法：調(diào)幅法、調(diào)頻法。（三）測(cè)量方法 LC諧振回路由一個(gè)頻率及幅值穩(wěn)定的晶體振蕩器組成，提供一個(gè)高頻信號(hào)激勵(lì)諧振回路。LC回路的輸出電壓：u=i0F(Z)，式中，i0為高頻激勵(lì)電流；Z為L(zhǎng)C回路的阻抗。因此，LC回路阻抗Z越大，回路的輸出電壓越大。 調(diào)幅式測(cè)量電路原理框圖 .信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器調(diào)頻式測(cè)量電路原理框圖 調(diào)頻式測(cè)量電路的原理：

19、被測(cè)量變化引起傳感器線(xiàn)圈電感的變化，而電感的變化導(dǎo)致振蕩頻率發(fā)生變化。頻率變化間接反映了被測(cè)量的變化。 .信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器（1）被測(cè)物體形狀對(duì)測(cè)量的影響被測(cè)物體的面積（2）工作表面處理對(duì)靈敏度的影響。（四）影響高頻反射渦流傳感器靈敏度的因素.信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器二、渦流傳感器的應(yīng)用渦流傳感器根據(jù)其工作原理，其基本形式就是一只位移傳感器。（一）位移計(jì)位移計(jì)的幾種實(shí)例.信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器（二）振幅計(jì)渦流傳感器可無(wú)接觸地測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸的徑向振動(dòng)。 在汽輪機(jī)、空氣壓縮機(jī)中，常用渦流傳感器監(jiān)控主軸的徑向振動(dòng)；也可測(cè)量汽輪機(jī)渦輪葉片的振幅；在葉片作振動(dòng)疲勞

20、試驗(yàn)時(shí)用來(lái)監(jiān)視葉片共振時(shí)的振幅。.信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器（三）厚度計(jì)渦流傳感器可無(wú)接觸地測(cè)量金屬板的厚度和非金屬板的鍍層厚度。厚度計(jì)實(shí)例.信息與電氣工程學(xué)院第五節(jié) 渦流傳感器（四）轉(zhuǎn)速計(jì) 在一個(gè)旋轉(zhuǎn)體上開(kāi)一條或數(shù)條槽或者做成齒輪狀，旁邊安裝一個(gè)渦流傳感器，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)功時(shí)，渦流傳感器將周期性地改變輸出信號(hào)。.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器0rSSCdd 一、電容傳感器的工作原理由兩平行極板組成一個(gè)電容器，若忽略其邊緣效應(yīng)，其電容量可用下式表示：rSd、 、保持 中的兩個(gè)參數(shù)不變，通過(guò)改變其中的一個(gè)，其電容就相應(yīng)地發(fā)生改變，可分為三類(lèi)電容傳感器。.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容

21、傳感器1改變遮蓋面S的類(lèi)型 定板定板動(dòng)板動(dòng)板角位移式覆蓋面積：22rS電容量：202rCd 靈敏度：202rdCKdd.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器1改變遮蓋面S的類(lèi)型 直線(xiàn)位移式靈敏度:0bdCKdxd電容量:0bxCd.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器2改變介質(zhì)介電常數(shù)的類(lèi)型當(dāng)電容極板之間的介電常數(shù)發(fā)生變化時(shí)，電容量也隨之改變。常用檢測(cè)容器中的液面高度、片狀材料的厚度。 電容液面計(jì)原理圖2122lnllCRr1 112lnlCRr12122122lnlnCCCllRRrr .信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器3改變極板之間距離d的類(lèi)型當(dāng)極板1是固定，極板2是可動(dòng)的，一般稱(chēng)動(dòng)片

22、，當(dāng)動(dòng)片2受被測(cè)量變化引起移動(dòng)時(shí)，就改變了兩極板間的距離d從而使電容量發(fā)生變化。0 xSCdx00SCd0200000111xxSdSSCdxxxdddd000011xSdxCdd.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器二、電容傳感器的一些特殊問(wèn)題2電容傳感器中一些量的變化范圍 改變極板可測(cè)量1mm；改變面積可測(cè)量cm級(jí)。0012SCddd0SCd1用加云母片的辦法提高靈敏度.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器3提高靈敏度的一些措施 提高電源頻率； 用雙層屏蔽線(xiàn)，減小寄 生電容和外界干擾； 減小極板厚度可削弱邊緣效應(yīng)。.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器0000CCCCUUCCCCCUC 三

23、、電容傳感器的測(cè)量電路電容傳感器的橋式電路a）單臂接法 b）差動(dòng)接法1橋式電路 .信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器2差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路 差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路，也稱(chēng)脈沖調(diào)制電路，利用對(duì)傳感器電容的充放電使電路輸出脈沖的寬度隨傳感器電容量變化而變化。通過(guò)低通濾波器就能得到對(duì)應(yīng)被測(cè)量變化的直流信號(hào) 。C1、 C2為差動(dòng)電容傳感器的兩個(gè)電容敏感元件；IC1、IC2為比較器；Ur為參考電壓。.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器差動(dòng)電容 C1=C21110001.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器差動(dòng)電容 C1C2.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器 輸出電壓UoAB經(jīng)低通濾波后，可得到一直流輸出電壓

24、Uo，在理想情況下，它等于UoAB的電壓平均值，即： 而電容的充電時(shí)間分別為： 當(dāng)R1=R2=R時(shí)，.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器 把平板電容器公式代入上式，在變間隙、變面積時(shí)，分別為 對(duì)于差動(dòng)式變極距型電容傳感器： 對(duì)于差動(dòng)式變面積型電容傳感器：.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器 根據(jù)以上分析，脈沖寬度電路有如下特點(diǎn)：（1）對(duì)敏感元件的線(xiàn)性要求不高。不論是變氣隙式或變面積式，其輸出都與輸入變化量成線(xiàn)性關(guān)系。 （2）不需要特殊電路，只要經(jīng)過(guò)低通濾波器就可以得到較大的直流輸出。 （3）不需要高頻發(fā)生裝置。 （4）調(diào)寬頻率的變化對(duì)輸出無(wú)影響。 （5）由于低通濾波器的作用，對(duì)輸出矩形波要

25、求不高。.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器3諧振電路 改變調(diào)諧電容C，使振蕩回路調(diào)節(jié)在和振蕩器振蕩頻率相接近的頻率，并讓它的電壓U0為諧振電壓Um的一半，工作在特性曲線(xiàn)的N點(diǎn)。.信息與電氣工程學(xué)院第六節(jié) 電容傳感器四、電容傳感器的應(yīng)用電容傳感器是懸掛在料倉(cāng)里的金屬探頭，利用它對(duì)大地的分布電容進(jìn)行檢測(cè)。晶體管電容料位指示儀原理圖晶體管電容料位指示儀原理圖.信息與電氣工程學(xué)院第七節(jié) 光電阻傳感器光電阻傳感器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電阻變化的一種傳感器。若用這種傳感器測(cè)量其它非電量時(shí)，只要將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化即可。此種測(cè)量方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、非接觸、高可靠性、高精度和反映快等優(yōu)點(diǎn)。一、光電

26、元件在光線(xiàn)作用光線(xiàn)作用下能使物體電阻電阻率率改變的，稱(chēng)內(nèi)光電效應(yīng)，又叫光電導(dǎo)效應(yīng)?；趦?nèi)光電效應(yīng)的光電元件主要有光電晶體管等。.信息與電氣工程學(xué)院第七節(jié) 光電阻傳感器（一）光敏電阻 有些半導(dǎo)體在黑暗的環(huán)境下它的電阻是很高的，但當(dāng)它受到光線(xiàn)照射時(shí)，激發(fā)出電子-空穴對(duì)，加強(qiáng)了導(dǎo)電性能，使阻值降低，且照射的光線(xiàn)愈強(qiáng)阻值也愈低。 光照停止，自由電子與空穴逐漸復(fù)合，電阻又恢復(fù)原值。1、光敏電阻的工作原理.信息與電氣工程學(xué)院第七節(jié) 光電阻傳感器2、光敏電阻的主要參數(shù)和基本特性（1）光電流（2）光敏電阻的伏安特性暗阻：光敏電阻在不受光照射的阻值，暗電流；亮阻：光敏電阻在受光照射時(shí)的阻值，亮電流；光電流：亮電流與暗電流之差。 在光敏電阻的兩端所加電壓和電流的關(guān)系曲線(xiàn)。在給定的光照下，電阻值與外加電壓無(wú)關(guān)；在給定的電壓下光電流值隨光照的增加而增加。.信息與電氣工程學(xué)院第七節(jié) 光電阻傳感器（3）光敏電阻的光照特性（4）光敏電阻的光譜特性 光敏電阻的光電流I光強(qiáng)F的關(guān)系曲線(xiàn)，一般是非線(xiàn)性的，在自動(dòng)控制中它常用作開(kāi)關(guān)量的光電傳感器。 在選用光敏電阻時(shí)，就應(yīng)把元件和光源結(jié)合起來(lái)考慮，才能獲得滿(mǎn)意的結(jié)果。.信息與電氣工程學(xué)院第七節(jié) 光電阻傳感器 光敏電阻隨著溫度的升高，又暗阻和靈敏度都下降。（5）光敏電阻的頻率特性（6）光敏電阻的光譜溫度特性 光敏電阻的光電流并不是隨光強(qiáng)改變而立刻作出相應(yīng)的變化，具有一定