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差动式电容传感器（差动式电容传感器的灵敏度）

发布时间：2023-05-17
阅读量：157

本文目录一览：

差动变面积式电容传感器实验分析产生测量误差的主要原因

1. 减小环境温度、湿度变化所产生的误差 温度变化使传感器内各零件的几何尺寸和相互位置及某些介质的介电常数 发生改带渣宽变,从而改变电容传感器的电容量,产生温度误差。

2. 消除和减小边缘效应 边缘效应不仅使电容传感器的灵敏度降低,而且会产生非线性,因此应尽 量消除和减小边缘效梁碧应: 适当减小极间距,使极径与间 距

3. 消除和减小蠢亮寄生电容的影响

差动式电容传感器的构造与普通电容器的构造有何区别?它有哪些优点

差动式电容传感器旅尘实际上是两只拆谨禅电晌颤容器，这两只电容器各有一个极板是两只电容共用的。即差动电容有三个极板，普通电容只有一对极板。

差动电容传感器如何实现差动模式

改变电容上下极板锋姿晌的间距。根据资料查询显示差动电容传感器实现差动模式的银锋方法是改变电容上下极板的间距，差动式的设计有效的改变了电容传感器的非线性，使其用处册氏更加广泛。

差动式电容传感器有哪些优点呢？

差动式简拍电容传感器优点：

1、差动电歼咐老传感器采用差动连接，能够在机械位移很小时，输出电变化内量与机械线位移容有很好的线性关系，精度很高。

2、由于电容极板间一般都是无机物，如空气、石英等材料，不易受到强磁场干扰，稳定性好。

3、对于环境干扰，电磁吸引力、静电引力有一定的补偿作用，还能改善特性曲线的线性度。

4、差动式电容传感器的灵敏度比单极式提高一倍，而且非线性也大为减小，同时还能减小静电引力给测量带来的影响，并能有效地改善由于温度等环境影响所造成的误差。

扩展资料：

1、差动式电容传感器的结构

固定极板与水平仪底座和测量平面固定在一起，动极板由悬丝悬挂，当被测平面有一定倾角时，由于重力作用，动极板始终保持竖直状态，与一固定极板的极距减小，而与另一极板极距增大，形成差动输出，由于所测倾角变化极小，可认为动极板与固定极板始终平行。

2、差动式电容传感器的主要用途

差动式氏升电容传感器可用来测量直线位移、角位移、振动振幅。尤其适合测温、高频振动振幅、精密轴系回转精度、加速度等机械量。还可用来测量压力、差压力、液位、料面、粮食中的水分含量、非金属材料的涂层、油膜厚度、测量电介质的湿度、密度、厚度等。

在小位移，荷重及振动测量方面有广泛的应用。

差动电容式传感器输出电压怎么求

电容式电感器的电容量  与真空介电常数  、极板间介质的相对介电常数  、极板有效面积  以及极板间的距离  有关，即



极板间介质的相对介电常数  、极板有效面积  以及极板间的距离  三个参数中任意一个发生变化时，会引起电容量的变化，可以通过测量电路转化为电量输出获得变化情况。因此电容式传感器可以分为变极距型、变面积型和变介质型。

题主问到的差动式电容传感器就属于变极距型电容式传感器的一种，题主所提到的普通电容器应该指的是单极式变极距型电容式传感器。

单极式变极距型电容式传感器

图1 变极距型电容式传感器原理图

如上图所示，当相对介电常数  、极板有效面积  为常数，初始极距为  ，则初始电容量 为



当动极板因被测量变化而向上移动减少距离为  时，电容量增大量为  ，则有

 ，电容相对变化量为 

如果满足  ，则可经级数展开成



简化高次项后可以得到近似的线性关系和灵敏度  为





如果考虑线性项及二次项，则



则相对非线性误差为 

变极距型差动式电容式传感器

图2 变极距型差动式电容式传感器原理图

如上图所示，调整为差动式结构后，动极板位于两个定极板中间。初始位置时  ，即两边初始电容相等码雀。当中间的动极板向上有位移 时，两边极距为  ，  ，则电容总的相对变化量为



灵敏度 睁清 为



相对非线性误差悉模前为 

优点

由上式对比可以得知，差动式结构比普通单极式电容传感器灵敏度提高一倍，非线性误差极大减小。由于结构上的对称性，差动式结构还可以有效补偿温度变化所造成的测量误差。

以上。

尾声

作为冷门话题区，“电力”/“电气工程”下的专业问题活跃度较低，大部分问题都是在咨询电力求职、转行、放弃。

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电力话题相关问题回答 - Steven Yang的文章 - 知乎

Steven Yang：电力话题相关问题回答

编辑于 2020-12-29著作权归作者所有

试简述差动变极矩型电容传感器的原理

通过改变电容上下极板间距达到改变微小极距来改变电容的目的。而差动式的设计有效的改变了电容传感器的非线性，使其用处更加广泛。

当薄膜受压力作用时，薄膜会发生一定的变形，因此，上下电极之间的距离发生一定的变化，从而使电容发生变化。但电容式压力传感器的电容与上下电极之间的距离的关系是非线性关凯腊系，因此，要用具有补偿功能的测量电路对输出电容进行非线性补偿。

扩展资料：

电容式传感器由于带电极板间的静电引力很小，需要的作用能量极小，又由于它的可动部分可以做得盯仿滑很小很薄，即质量很轻。

因此其固有频率很高，动态响应时间短，能在几兆赫兹的频率下工作，特别适用于动态测量。又由大袜于其介质损耗小可以用较高频率供电，因此系统工作频率高。它可用于测量高速变化的参数。

可非接触测量回转轴的振动或偏心率、小型滚珠轴承的径向间隙等。当采用非接触测量时，电容式传感器具有平均效应，可以减小工件表面粗糙度等对测量的影响。

关键词：差动式电容传感器 寄生电容 差动电容 传感器 电容量 电容 电容的 型电容 电容传感器 普通电容 电容器

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