传感器电容式湿度传感器的应用重点

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传感器知识点总结

传感器知识点总结

传感器知识点总结一、传感器的基本概念传感器是将感知到的信息转化为电信号或其他可识别形式的装置。

传感器可以感知物理量、化学量、生物量等,并将其转换为电信号输出。

传感器是现代科技发展中不可或缺的重要组成部分,广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗诊断和智能家居等领域。

传感器的种类繁多,包括压力传感器、温度传感器、光学传感器、湿度传感器等。

二、传感器的分类根据传感原理的不同,传感器可以分为多种类型。

常见的传感器分类包括:1. 按照感知物理量不同分类- 压力传感器:用于测量压力的传感器,常用于工业控制和汽车行业。

- 温度传感器:用于测量温度的传感器,广泛应用于空调、冰箱、热水器等设备中。

- 湿度传感器:用于测量湿度的传感器,常用于气象观测和温室控制等场合。

- 光学传感器:用于测量光的强度和波长的传感器,广泛应用于光电设备和光学仪器中。

- 力传感器:用于测量物体受力情况的传感器,常用于机械测试和体重秤等设备中。

2. 按照传感原理不同分类- 电阻式传感器:利用电阻值的变化来感知物理量的传感器,包括压敏电阻、热敏电阻等。

- 电容式传感器:利用电容值的变化来感知物理量的传感器,包括湿度传感器和接近开关等。

- 光电式传感器:利用光电效应来感知物理量的传感器,包括光敏电阻、光电开关等。

3. 按照工作原理不同分类- 主动式传感器:需要外部能量源来激励的传感器,如光电传感器、超声波传感器等。

- 被动式传感器:不需要外部能量源来激励的传感器,如压力传感器、温度传感器等。

4. 按照测量方式不同分类- 直接测量传感器:直接测量感知物理量的传感器,如温度计、湿度计等。

- 间接测量传感器:通过其他物理量的变化间接测量感知物理量的传感器,如电磁流量计、毫米波雷达等。

三、传感器的工作原理传感器的工作原理多种多样,其中常见的包括电阻变化原理、电容变化原理、光电效应原理、霍尔效应原理等。

不同类型的传感器采用不同的工作原理来感知物理量,并将其转化为电信号输出。

湿度传感器原理及其应用

湿度传感器原理及其应用

湿度传感器的原理及其应用随着时代的发展,科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业部门,越来越需要采用湿度传感器,对产品质量的要求越业越高,对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。

湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。

如何使用好湿度传感器,如何判断湿度传感器的性能,这对一般用户来讲,仍是一件较为复杂的技术问题。

一、湿度传感器的分类及感湿特点湿度传感器,分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。

空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件。

国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一,质量价格都相差较大,用户如何选择性能价格比最优的理想产品确有一定难度,需要在这方面作深入的了解。

湿度传感器具有如下特点:1、精度和长期稳定性湿度传感器的精度应达到±2%~±5%RH,达不到这个水平很难作为计量器具使用,湿度传感器要达到±2%~±3%RH的精度是比较困难的,通常产品资料中给出的特性是在常温(20℃±10℃)和洁净的气体中测量的。

在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,会产生老化,精度下降,湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断,一般说来,长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题,年漂移量控制在1%RH水平的产品很少,一般都在±2%左右,甚至更高。

2、湿度传感器的温度系数湿敏元件除对环境湿度敏感外,对温度亦十分敏感,其温度系数一般0.2~0.8%RH/℃范围内,而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下,其温度系数又有差别。

温漂非线性,这需要在电路上加温度补偿式。

采用单片机软件补偿,或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全温范围的精度的,湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果,非线性的温漂往往补偿不出较好的效果,只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效果。

湿度传感器的工作原理

湿度传感器的工作原理

湿度传感器的工作原理引言湿度传感器是一种广泛应用于气象、室内环境监测、农业等领域的重要传感器。

它能够测量空气中的相对湿度,从而帮助我们了解环境中的湿度状况。

在本文中,我们将深入探讨湿度传感器的工作原理,并介绍一些常见的湿度传感器类型和应用。

湿度传感器的基本原理湿度传感器的工作原理基于材料吸湿性的变化。

常见的湿度传感器有两种工作原理:电容式和电阻式。

电容式湿度传感器电容式湿度传感器是利用湿度对介电常数的影响来测量湿度的。

传感器通过两个电极之间的介质,可以是氧化金属层、陶瓷或聚合物等,由于材料的吸湿性变化而改变电容器的电容量。

1.电容式湿度传感器的结构–传感器的核心部分是一个由感湿层和基底构成的复合材料。

感湿层具有较高的湿度敏感性,可以吸收或释放水分。

–湿度变化会导致感湿层的物理性质发生改变,例如介电常数、电容性质等。

–传感器的两个电极将放置在感湿层两侧,形成一个电容器结构。

–当空气中的湿度改变时,感湿层的吸湿性改变会导致电容器的电容量发生变化。

2.电容式湿度传感器的工作过程–当传感器处于稳定的环境中时,感湿层和环境中的湿度达到平衡。

此时,感湿层的吸湿性处于一个稳定状态,表现为一个特定的电容值。

–当环境湿度发生改变时,感湿层会吸收或释放水分,导致电容值发生变化。

–通过测量电容值的变化,可以确定空气中的相对湿度。

电阻式湿度传感器电阻式湿度传感器则是利用介电常数的变化来测量湿度的。

传感器的基本工作原理是通过在感湿器上覆盖一层吸湿材料,并测量这个吸湿材料的电阻值来推测湿度。

1.电阻式湿度传感器的结构–传感器的感湿层通常由一种多孔的陶瓷材料或一层有机高分子材料制成。

–感湿层的材料会对空气中的水汽进行吸湿或释放水汽,从而使其电阻值发生变化。

–传感器通常有两个电极,一个直接接触感湿层,另一个用于提供参考电阻。

2.电阻式湿度传感器的工作过程–当传感器处于稳定的环境中时,感湿层的吸湿性和释放水汽的能力达到平衡。

此时,感湿层的电阻值保持稳定。

湿度传感器的应用

湿度传感器的应用

湿度传感器工作原理及应用人类的生存和社会活动与湿度密切相关。

随着现代化的实现,很难找出一个与湿度无关的领域来。

由于应用领域不同,对湿度传感器的技术要求也不同。

从制造角度看,同是湿度传感器,材料、结构不同,工艺不同.其性能和技术指标有很大差异,因而价格也相差甚远。

对使用者来说,选择湿度传感器时,首先要搞清楚需要什么样的传感器;自己的财力允许选购什么档次的产品,权衡好“需要与可能”的关系,不致于盲目行事。

我们从与用户的来往中,觉得有以下几个问题值得注意。

1.选择测量范围和测量重量、温度一样,选择湿度传感器首先要确定测量范围。

除了气象、科研部门外,搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100%RH)测量。

在当今的信息时代,传感器技术与计算机技术、自动控制拄术紧密结合着。

测量的目的在于控制,测量范围与控制范围合称使用范围。

当然,对不需要搞测控系统的应用者来说,直接选择通用型湿度仪就可以了。

下面列举一些应用领域对湿度传感器使用温度、湿度的不同要求,供使用者参考(见表1)。

用户根据需要向传感器生产厂提出测量范围,生产厂优先保证用户在使用范围内传感器的性能稳定一致,求得合理的性能价格比,对双方来讲是一件相得益彰的事情。

2、选择测量精度和测量范围一样,测量精度同是传感器最重要的指标。

每提高—个百分点.对传感器来说就是上一个台阶,甚至是上一个档次。

因为要达到不同的精度,其制造成本相差很大,售价也相差甚远。

例如进口的1只廉价的湿度传感器只有几美元,而1只供标定用的全湿程湿度传感器要几百美元,相差近百倍。

所以使用者一定要量体裁衣,不宜盲目追求“高、精、尖”。

生产厂商往往是分段给出其湿度传感器的精度的。

如中、低温段(0一80%RH)为±2%RH,而高湿段(80—100%RH)为±4%RH。

而且此精度是在某一指定温度下(如25℃)的值。

如在不同温度下使用湿度传感器.其示值还要考虑温度漂移的影响。

众所周知,相对湿度是温度的函数,温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。

湿温度传感器运用要注意的三个问题

湿温度传感器运用要注意的三个问题

人类的生存和社会活动与湿度密切相关。

随着现代化的实现,很难找出一个与湿度无关的领域来。

由于应用领域不同,对湿度传感器的技术要求也不同。

从制造角度看,同是湿度传感器,材料、结构不同,工艺不同.其性能和技术指标有很大差异,因而价格也相差甚远。

对使用者来说,选择湿度传感器时,首先要搞清楚需要什么样的传感器;自己的财力允许选购什么档次的产品,权衡好“需要与可能”的关系,不致于盲目行事。

我们从与用户的来往中,觉得有以下几个问题值得注意。

1.选择测量范围和测量重量、温度一样,选择湿度传感器首先要确定测量范围。

除了气象、科研部门外,搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100%RH)测量。

在当今的信息时代,传感器技术与计算机技术、自动控制拄术紧密结合着。

测量的目的在于控制,测量范围与控制范围合称使用范围。

当然,对不需要搞测控系统的应用者来说,直接选择通用型湿度仪就可以了。

下面列举一些应用领域对湿度传感器使用温度、湿度的不同要求,供使用者参考(见表1)。

用户根据需要向传感器生产厂提出测量范围,生产厂优先保证用户在使用范围内传感器的性能稳定一致,求得合理的性能价格比,对双方来讲是一件相得益彰的事情。

2、选择测量精度和测量范围一样,测量精度同是传感器最重要的指标。

每提高—个百分点.对传感器来说就是上一个台阶,甚至是上一个档次。

因为要达到不同的精度,其制造成本相差很大,售价也相差甚远。

例如进口的1只廉价的湿度传感器只有几美元,而1只供标定用的全湿程湿度传感器要几百美元,相差近百倍。

所以使用者一定要量体裁衣,不宜盲目追求“高、精、尖”。

生产厂商往往是分段给出其湿度传感器的精度的。

如中、低温段(0一80%RH)为±2%RH,而高湿段(80—100%RH)为±4%RH。

而且此精度是在某一指定温度下(如25℃)的值。

如在不同温度下使用湿度传感器.其示值还要考虑温度漂移的影响。

众所周知,相对湿度是温度的函数,温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。

传感器分类重点

传感器分类重点

传感器的种类传感器有许多分类方法,但常用的分类方法有两种,一种是按被测物理量来分;另一种是按传感器的工作原理来分。

按被测物理量划分的传感器,常见的有:温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。

按工作原理可划分为:1.电学式传感器电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器,常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。

电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。

电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。

电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。

电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量,从而使电容量发生变化的原理制成。

主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。

电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。

主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。

磁电式传感器是利用电磁感应原理,把被测非电量转换成电量制成。

主要用于流量、转速和位移等参数的测量。

电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线,在金属内形成涡流的原理制成。

主要用于位移及厚度等参数的测量。

2.磁学式传感器磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的,主要用于位移、转矩等参数的测量。

3.光电式传感器光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。

它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的,主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。

4.电势型传感器电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成,主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。

5.电荷传感器电荷传感器是利用压电效应原理制成的,主要用于力及加速度的测量。

6.半导体传感器半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成,主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。

传感器的的工作原理及应用

传感器的的工作原理及应用

传感器的的工作原理及应用
传感器是指能够感知外界环境物理量并将其转化为可用信号的装置。

传感器的工作原理主要包括以下几种:
1. 电阻式:通过测量电阻的变化来感知环境物理量,如温度、湿度等。

2. 电容式:通过测量电容的变化来感知环境物理量,如接近距离、压力等。

3. 磁敏式:通过感应电磁场的变化来感知环境物理量,如磁场强度、位置等。

4. 压力式:通过测量压力的变化来感知环境物理量,如液体压力、气体压力等。

5. 光敏式:通过感应光的变化来感知环境物理量,如光强、光频等。

传感器的应用非常广泛,主要包括以下几个方面:
1. 工业自动化:用于测量和控制生产过程中的温度、压力、流量等物理量。

2. 环境监测:用于测量大气污染物、环境温湿度、声音等参数。

3. 汽车工业:用于汽车发动机和车辆控制系统的监测和控制。

4. 医疗领域:用于医疗设备的监测和控制,如血压、心率等参数。

5. 家庭和消费电子:用于智能家居、智能手机等电子产品中的各种传感应用,如距离传感、姿态传感等。

传感器的工作原理和应用因具体类型和用途而有所不同,但总体上都是通过感知环境物理量并将其转化为可用信号,用于实现监测、控制和自动化等功能。

传感器技术及应用:湿度传感器

传感器技术及应用:湿度传感器
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湿度传感器
图4-9 婴儿尿湿报警器电路原理图
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湿度传感器
内容二 尿湿报警器的制作与调试 1. 制作准备 制作婴儿尿湿报警器所需元器件清单见表4-1。
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湿度传感器 32
湿度传感器
2. 制作、调试过程 (1) 制作湿度传感器。 (2) 设计电路布局图。 (3) 焊接元器件。 (4) 检查。焊接完成后先自查,后请教师检查。 (5) 通电并调试电路。
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湿度传感器
4. 红外吸收法 水分对波长为1.94 μm的红外射线吸收较强,并且可用几 乎不被水分吸收的1.81 μm波长作为参比。由上述两种波长的 滤光片对红外光进行轮流切换,根据被测物对这两种波长的 能量吸收的比值便可判断含水量。
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湿度传感器
5. 微波吸收法 水分对波长为1.36 cm附近的微波有显著的吸收现象,它 比植物纤维对此波段的吸收要大几十倍。利用这一原理可构 成测木材、烟草、粮食、纸张等物质中含水量的仪表。采用 微波法要注意的是被测物料的密度对检测结果的影响。使用
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湿度传感器
图4-12 敦煌莫高窟壁画
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湿度传感器
本任务所使用的是AM1001湿度传感器模块,可以从网 上购买。湿度传感器模块是相对湿度传感器与电路一体化的 产品,如图4-13所示。
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湿度传感器
图4-13 AM1001湿度传感器模块
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湿度传感器 41
湿度传பைடு நூலகம்器
本任务要制作的电路实物图如图4-14所示,从电池正极 出来首先接三端稳压块7805,从7805出来后接AM1001的黄 色引线,黄色引线后接LED,其中AM1001的红、黑线分别 接电源正负极。
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内容二
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电容式传感器可用来测量直线位移、角位移、振动振幅(测至0.05μm的微小振幅,尤其适合测量高频振动振幅、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。在自动检测和控制系统中也常常用来作为位置信号发生器。
2.1硬件电路设计.........................................6
2.2湿敏电容器的特性....................................8
2.3电容式传感器数据处理................................8
2.4测试结果.............................................8
题目传感器电容式湿度传感器的应用
姓名
Байду номын сангаас学号
系(院)_电子电气工程学院_
班级
前言......................................................3
1.绪论....................................................1
x
x
由上述可知,可以通过提高灵敏度和减小非线性误差的方法来改善电容式传感器的性能。但是影响电容式传感器的因素很多,温度、电容电场边缘效应和寄生或分布电容等等都会对电容式传感器产生影响。我们可以采取相应的措施来减少这些影响,如增大初始电容和加装等位环,静电屏蔽,电缆驱动等。
图3运算放大器式电路原理图
图4差动式电容压力传感器结构图
湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时,湿敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化,其精度一般比湿敏电阻要低一些。国外生产湿敏电容的主厂家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生产的SH1100型湿敏电容为例,其测量范围是(1%~99%)RH,在55%RH时的电容量为180pF(典型值)。当相对湿度从0变化到100%时,电容量的变化范围是163pF~202pF。温度系数为0.04pF/℃,湿度滞后量为±1.5%,响应时间为5s。
(4温度稳定性好
电容式传感器的电容值一般与电极材料无关,有利于选择温度系数低的材料,又由于本身发热极小,因此影响稳定性也极微小。
(5可实现非接触测量、具有平均效应
如回转轴的振动或偏心、小型滚珠轴承的径向间隙等,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。不足之处是输出阻抗高,负载能力差,电容传感器的电容量受其电极几何尺寸等限制,一般为几十皮法到几百皮法,使传感器输出阻抗很高,尤其当采用音频范围内的交流电源时,输出阻抗更高,因此传感器负载能力差,易受外界干扰影响而产生不稳定现象;寄生电容影响大,电容式传感器的初始电容量很小,而传感器的引线电缆电容、测量电路的杂散电容以及传感器极板与其周围导体构成的电容等“寄生电容”却较大,降低了传感器的灵敏度,破坏了稳定性,影响测量精度,因此对电缆的选择、安装、接法都要有要求。
电容式液位传感器是利用被测介质面的变化引起电容变化的一种变介质型电容器。为用于检测非导电液体的电容式传感器。它是通过将被测介质的液面高度变化转为电容器电容量的变化,当被测液体的液面在电容传感器的两同心圆柱形电极间变化时,引起极间不同介电常数介质的高度发生变化。
电容式传感器是基于把被测非电物理量转换为电容量的原理进行测量的,它在工业中被广泛用于压力、差压、物位、液位、振动和位移等多种参数的检测。电容传感器有三种类型:变极距型、变面积型和变介电常数型,其中极距型和介电常数型电容传感器为非线性,而变面积型是线性的,在实际使用中为提高传感器的线性度和抗干扰能力,增大灵敏度,常采用差动式结构。电容传感器常用的测量电路主要有桥式电路、调频电路、脉冲宽度制电路、运算放大器电路、二极管双T形交流电桥和环行二极管充放电法等,不同电路各有特点,适用不同参数测量的场合。
现以电容压力传感器为例说明其应用。如图1-4中所示膜片为动电极,两个在凹形玻璃上的金属镀层为固定电极,构成差动电容器。当被测压力或压力差作用于膜片并产生位移时,所形成的两个电容器的电容量,一个增大,一个减小。该电容值的变化经测量电路转换成与压力或压力差相对应的电流或电压的变化。
凹形玻璃
膜片
C
1.2电容式传感器的特点
调频电容传感器测量电路具有较高的灵敏度,可以测量高至0.01μm级位移变化量。信号的输出频率易于用数字仪器测量,并与计算机通信,抗干扰能力强,可以发送、接收以达到遥测遥控的目的。因此,在实际应用中,常采用差动式结构,既使灵敏度提高1倍,又使非线性误差大大降低,抗干扰能力增强。
电容式传感器,顾名思义,指的是电容与传感器的组合。它是传感器的其中一种,因而也是由敏感元件、传感元件、测量电路组成。所不同的是,它以各种类型的电容器为传感元件,将被测物理量的变化转化为电容量的变化,再经测量电路转换为电压、电流或频率,以达到检测或控制的目的。在过去,电容式传感器主要应用于位移、加速度、角度和振动等机械量的精密测量;现在多用于压力、压差、液位、成份含量等方面的测量。电容式传感器的特点是:测量范围大;灵敏度高;动态响应好;小功率、高阻抗;机械损失小;结构简单,适应性强;但寄生电容影响大,而且变间隙式电容传感器存在非线性误差。电容式传感器的分类也是多种多样的,按工作原理可分为变间隙式(变极距型)、变面积式、变介电常数式(变介质型);按极板结构分为平板式和圆柱式;按被测量分为位移、压力、应力、湿度、
电容式传感器由于极板间的静电引力很小,需要的作用能量极小,可动部分可以做得小而薄,质量轻,因此固有频率高,动态响应时间短,能在几兆赫的频率下工作,特适合于动态测量;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、如振动等。(3分辨率高
由于传感器的带电极板间的引力极小,需要输入能量低,所以特别适合于用来解决输入能量低的问题,如测量极小的压力和很小的加速度、位移等,可以做得很灵敏,分辨力非常高,能感受0.001μm,甚至更小的位移。
1.1电容式传感器的工作原理................................1
1.2电容式传感器的特点. ...................................4
2.系统设计................................................6
电容式传感器的运放测量电路原理图如图1-3所示,图中Cx为电容式传感器电容;Ui是交流电源电压;Uo是输出信号电压; Σ是虚地点。(传感器为平板电容,Cx=εS/d)由运算放大器工作原理可得
d S
C U U i
o ε -=
此式说明运算放大器的输出电压与极板间距离d成线性关系。
电容式传感器的应用比较广,主要用于测量位移、压力、速度、介质、浓度、物位等物理量。相应地,产生了很多类型的电容式传感器,如电容式位移传感器、电容式压力传感器、电容式加速度传感器、电容式液位传感器等等。
温度等类型。
图1平板电容器
其电容为:d S d A C r εεε0==, ε为极板间介质介电函数,0ε为真空介电常数,
πε6. 30=(pF/cm,r ε是介质相对介电常数,d s C r πε6. 3=。
当即板间距离d ∆(令:△d=x)后的电容为(01x d S C -=ε。
( (00010x d x C C C C C -=-=∆这是实际非线性关系。灵敏度
1.绪论
1.1电容式传感器的工作原理
电容式传感器是将被测量的变化转换为电容量变化的一种装置,它本身就是一种可变电容器。由于这种传感器具有结构简单,体积小,动态响应好,灵敏度高,分辨率高,能实现非接触测量等特点,因而被广泛应用于位移、加速度、振动、压力、压差、液位、等分含量等检测领域。
这里主要介绍电容式传感器的原理、结构类型、测量电路及其工程应用。当被测量的变化使S、d或ε任意一个参数发生变化时,电容量也随之而变,从而完成了由被测量到电容量的转换。当式中的三个参数中两个固定,一个可变,使得电容式传感器有三种基本类型:变极距型电容传感器、变面积型电容传感器和变介电常数型电容传感器。电容式传感器的测量电路就是将电容式传感器看成一个电容并转换成电压或其他电量的电路。因此,常用的测量电路主要有桥式电路、调频电路、脉冲宽度制电路、运算放大器电路、二极管双T形交流电桥和环行二极管充放电法等。调频电路实际是把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分,当输入量导致电容量发生变化时,振荡器的振荡频率就发生变化。虽然可将频率作为测量系统的输出量,用以判断被测非电量的大小,但此时系统是非线性的,不易校正,因此必须加入鉴频器,将频率的变化转换为电压振幅的变化,经过放大就可以用仪器指示或记录仪记录下来。
电容式湿度传感器的敏感元件为湿敏电容,主要材料一般为高分子聚合物、金属氧化物.这些材料对水分子有较强的吸附能力,吸附水分的多少随环境湿度而变化.由于水分子有较大的电偶极矩,吸水后材料的电容率发生变化.电容器的电容值也就发生变化.同样,把电容值的变化转变为电信号,就可以对湿度进行监测.例如,聚苯乙烯薄膜湿敏电容.通过等离子体法聚合的聚苯乙烯具有亲水性极性基团.随着环境湿度的增减,它吸湿脱湿,电容值也随之增减。从而得到的电信号随湿度的变化而变化。
1 (00x d x C C S n -=∆=,当x相对于do很小时可以近似为:00d x d ≈-时,
0d x C C =∆,这是理想的线性关系。理想情况下:0d S n =
非线性误差:0
01 ( ( (d x d x d L
C C L
C C S C C e f =--
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