1、實(shí)驗(yàn)六差動(dòng)變面積式電容傳感器的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性一、任務(wù)與目的了解差動(dòng)變面積式電容傳感器的原理及其特性。二、實(shí)驗(yàn)儀器所需單元及部件：電容傳感器、電壓放大器、低通濾波器、F/V表有關(guān)旋鈕的初始位置：電壓放大器增益旋鈕置于中間，F(xiàn)/V表置于V表2V檔，測微頭調(diào)整為10mm（高度可根據(jù)實(shí)際情況略作改動(dòng)），使電容器動(dòng)片處在電容極板的中間位置。測微頭主尺（1mm）;副尺（0.01mm）,副尺轉(zhuǎn)動(dòng)一圈是0.5mm,副尺上一共有50個(gè)格，每格表示0.01mm。三、原理（條件）電容式傳感器有多種形式，本儀器中差動(dòng)變面積式。傳感器由兩組定片和一組動(dòng)片組成。當(dāng)安裝于震動(dòng)臺(tái)上的動(dòng)片上、下改變位置，與兩組靜片之間的重疊面

2、積發(fā)生變化，極間電容也發(fā)生相應(yīng)變化，成為差動(dòng)電容。如將上層定片與動(dòng)片形成的電容定為Cxi，下層定片與動(dòng)片形成的電容為Cx2，當(dāng)將Cxi和Cx2接入橋路作為相鄰兩臂時(shí)，橋路的輸出電壓與電容量的變化有關(guān)，即與振動(dòng)臺(tái)的位移有關(guān)。四、內(nèi)容與步驟（1）按圖2接線。信號(hào)轉(zhuǎn)換過程：電容一電壓一電壓放大一直流電壓一數(shù)字顯示OII圖2（2）F/V表打到20V，調(diào)節(jié)電容變換器（電容放大器）增益，使輸出為零。（3）轉(zhuǎn)動(dòng)測微頭，每次0.1mm（可根據(jù)實(shí)際情況決定每次轉(zhuǎn)動(dòng)測微頭的位移數(shù)）記下此時(shí)測微頭的讀數(shù)及電壓表的讀數(shù)，直至電容動(dòng)片與上（或下）靜片復(fù)蓋面積最大為止。（4）計(jì)算系統(tǒng)靈敏度SOS=AV/AX（式中AV為電

3、壓變化，AX為相應(yīng)的梁端位移變化），并作出V-X關(guān)系曲線。（畫出線性特性較好的區(qū)域，并計(jì)算這段區(qū)域的靈敏度值）五、數(shù)據(jù)處理（現(xiàn)象分析）（1）轉(zhuǎn)動(dòng)測微頭，每次0.1mm，記下測微頭的讀數(shù)及電壓表的讀數(shù)：X(mm)12.0012.501313.501414.501515.501616.50V(mv)0-0.01-0.02-0.03-0.04-0.05-0.06-0.08-0.09-0.10退回測微頭至初始位置。并開始以相反方向旋動(dòng)。同上法，記下X(mm)及V(mv)值。X(mm)11.51110.5109.59&587.57V(mv)0.020.040.060.070.090.110.120.14

4、0.150.16(2)計(jì)算系統(tǒng)靈敏度SOS=AV/AX(式中AV為電壓變化，AX為相應(yīng)的梁端位移變化)，并作出V-X關(guān)系曲線。(畫出線性特性較好的區(qū)域，并計(jì)算這段區(qū)域的靈敏度值)圖標(biāo)如下，發(fā)現(xiàn)整條線性度都比較好，故選擇所有數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行計(jì)算V(v)0.21102E810141G10-V(mM)0.06-0.05-0.107TJ&-=AVhRA-X:C5:K6JA3cDEFH=JK11212.51313.51411.c15lc.51616.52V(mv)0-0.01-0.02-0.03-0.04-0.05-0.06-0.OS-0.09-0.13K(inn)11.1110.c109.5g8.587.54V(mv)0.020.040.060.070.090.110.120.140.1c0.16往二旋轉(zhuǎn)-0.02-0.02-Q.02-0.02-0.02-Cl02-0.04-0.02-0.026往F旋轉(zhuǎn)時(shí)AV/AK-0.04-0.04-0.02-0.04-0.04-0.02-0.04-0.02-0.02靈蛍度鬥-0.0271計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S=0.027V/mm六、結(jié)論實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)差動(dòng)電容的動(dòng)片位置上下移動(dòng)時(shí)，與兩組靜片之間的重疊面積發(fā)生改變，從而引起極間電容發(fā)生改變使電路輸出變化