传感器实验指南
传感器实验指导书2023
传感器实验指导书
一、实验目的
本实验旨在帮助学生了解和掌握各种传感器的原理及应用，通过实际操作加深对传感器技术的理解，提高实践能力和创新思维。
二、实验器材
电阻式传感器
电容式传感器
电感式传感器
压电式传感器
磁电式传感器
热电式传感器
光电式传感器
光纤传感器
化学传感器
生物传感器
三、实验步骤与操作方法
电阻式传感器实验：
（1）将电阻式传感器接入电路，测量其阻值；
（2）改变被测物体的电阻值，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电阻式传感器的输出特性。
电容式传感器实验：
（1）将电容式传感器接入电路，测量其电容值；
（2）改变被测物体的介电常数，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电容式传感器的输出特性。
电感式传感器实验：
（1）将电感式传感器接入电路，测量其电感值；
（2）改变被测物体的磁导率，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电感式传感器的输出特性。
压电式传感器实验：
（1）将压电式传感器接入电路，测量其输出电压；（2）施加压力或振动，观察电路中电压的变化；（3）记录实验数据，分析压电式传感器的输出特性。
磁电式传感器实验：
（1）将磁电式传感器接入电路，测量其输出电压；（2）改变磁场强度，观察电路中电压的变化；
（3）记录实验数据，分析磁电式传感器的输出特性。
XH-MC-1使用指南
目录1. 传感器使用注意事项 (2)2. 设备的安放场所 (3)3. 仪器简介 (4)3.1 特点 (4)3.2 产品规格 (4)3.3 技术指标 (4)4. 仪器的安装 (5)5. 仪器操作 (6)5.1 控制面板示意图 (6)5.2 功能详解 (7)6. 设备检修 (9)7. 维修说明 (11)8. 保修单 (11)9. 装箱单 ................................................................................................. 1.1.器使用注意事项（1）接触式传感器只能用于300℃以下的实验。
（2）装卸传感器时，手持传感器航空插头操作，安装时对准插槽，插好旋紧。
无特殊原因，避免反复插拔！（3）航空插头应保持干燥，避免与反应物接触，以免造成短路。
（4）传感器导线应尽量避免接触到腔体的任何部位（包括门）。
避免可能出现的短路、打火现象。
（5）小于50ml极性溶剂：实验时，功率不能设置过大，同时在腔体中加入负载（即盛放100ml水的烧瓶）。
如升温过慢，可适当调高功率。
（6）弱极性溶剂：实验时，应加大溶剂剂量，同时降低功率，如出现控温不稳时，请加入负载。
（7）非极性物质实验时，应加入极性溶剂或离子液体帮助反应，否则非极性物质不吸收微波，造成微波负载不匹配，损坏传感器和磁控管，出现打火现象。
（8）反应温度设定时应以反应物沸点为参考，如超过反应液的沸点，微波功率就不能自动调整，长时间反应会造成传感器损坏。
（9）传感器表面为聚四氟镀层，长期在高温环境下使用，表面镀层会变软，所以在实验完毕后，反应物未冷却时插拔传感器时要小心轻柔，实验中传感器不要插到液面下过深，避免与磁子碰撞，损坏传感器表面镀层。
（10）每次做完实验后请将传感器清洗、擦干待用。
（11）本实验仪最佳加热介质为极性物质。
当实验对象为液体时，最佳反应剂量为50～1000ml。
YL-9XX传感器实验仪实验(二)
可见，本实验测出的实际上是磁场情况，磁场分布为梯度磁场，位移测量的线性度，灵敏度与磁场分布有很大关系。
6、实验完毕后关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。
注意事项：1、由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴，以提高灵敏度。
2、一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。
3、激励电压不能超过2V，以免损坏霍尔片。
实验二十四霍尔式传感器的应用——电子秤之四一、实验目的：了解霍尔式传感器在静态测量中的应用。
二、需用器件与单元：霍尔片、磁路系统、差动放大器、直流稳压电源、电桥、砝码、F/V表（电压表）、主、副电源、振动平台。
三、旋钮初始位置：直流稳压电源置±2V档，F/V表置2V档，主、副电源关闭。
四、实验步骤：1、开启主、副电源，将差动放大器调零，关闭主、副电源。
2、调节测微头脱离平台并远离振动台。
3、按图23接线，开启主、副电源，将系统调零。
4、差动放大器增益调至最小位置，然后不再改变。
5、在称重平台上放上砝码，填入下表：W(g)V(v)6、在平台上放一个未知重量之物，记下表头读数。
根据实验结果作出V-W曲线，求得未知重量。
注意事项：1、此霍尔传感器的线性范围较小，所以砝码和重物不应太重。
2、砝码应置于平台的中间部分。
实验二十五霍尔式传感器的交流激励特性一、实验目的：了解交流激励霍尔片的特性。
二、所需单元及部件：霍尔片、磁路系统、音频振荡、差动放大器、测微头、电桥、移相器、相敏检波器、低通滤波器、主、副电源、F/V 表、示波器、振动平台。
三、旋钮初始位置：音频振荡器1KH Z ，放大器增益最大，主、副电源关闭。
四、实验步骤：1、开启主、副电源将差放调零，关闭主、副电源。
2、调节测微头脱离振动平台并远离振动台。
按图25接线。
开启主、副电源，将音频振荡器的输出幅度调到5V P-P 值，差动增益值最小。
根据实验七（3）的方法利用示波器和F/V 表（F/V 表置20V 档）。
按照实验十一的方法调整好W 1、W 2及移相器。
CSY-998C 光电实验指南
四、 实验步骤： 1、光照特性：
将图 1－2 中的光敏电阻更换成光敏二极管或三极管，按图 1—2 安装接线（注意接线孔的 颜色相对应），测量光敏二极管的暗电流和亮电流。
（1）暗电流测试： 实验仪电压表为 20V 档，电流表为 20uA 档。合上实验仪主电源开关，将光电实验模板的可调 电压源调到 10V，调节电流源模板电流为 0mA，读取实验仪上电流表（20uA 档）的值即为光敏二极 管的暗电流。暗电流基本为 0uA，一般光敏二极管小于 0.1uA，暗电流越小越好。 （2）光电流测试： 调节电流源模板电流（改变光源电流大小），读取实验仪上电流表显示的光电流值，如表 2 －1 填入测量数据（光源电流所对应的光照度为已知）。根据表 2－1 数据，画出图 2－2 光敏二极 管工作电压为 10V 时的 I-Lx 曲线。
CSY—998C 光电实验指南
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CSY－998C 传感器实验仪光电实验
实验一 光敏电阻实验
一、 实验目的： 了解光敏电阻的光照特性和伏安特性及应用。
二、 基本原理： 在光线的作用下，电子吸收光子的能量从键合状态过渡到自由状态，引起电导率的变化，这
种现象称为光电导效应。光电导效应是半导体材料的一种体效应。光照愈强，器件自身的电阻愈 小。基于这种效应的光电器件称光敏电阻。光敏电阻无极性，其工作特性与入射光光强、波长和 外加电压有关。 三、 需用器件与单元：
二、基本原理： 当入射光子在本征半导体的 p-n 结及其附近产生电子—空穴对时，光生载流子受势垒区电作
用，电子漂移到 n 区，空穴漂移到 p 区。电子和空穴分别在 n 区和 p 区积累，两端便产生电动势， 这称为光生伏特效应，简称光伏效应。光敏二极管基于这一原理。如果在外电路中把 p-n 短场接， 就产生反向的短路电流，光照时反向电流会增加，并且光电流和照度基本成线性关系。
CSY-2000D传感器与检测技术实验指南
CSY－2000型传感器与检测技术实验台说明书一、实验台的组成CSY－2000型传感器与检测技术实验台由主机箱、传感器、实验电路(实验模板)、转动源、振动源、温度源、数据采集卡及处理软件、实验桌等组成。
1、主机箱：提供高稳定的±15V、±5V、＋5V、±2V～±10V（步进可调）、＋2V～＋24V （连续可调）直流稳压电源；音频信号源（音频振荡器）1KHz～10KHz（连续可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz～30Hz（连续可调）；传感器信号调理电路；智能调节仪；计算机通信口；主机箱上装有电压、气压等相关数显表。
其中，直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载保护功能，在排除接线错误后重新开机恢复正常工作。
主机箱右侧面装有供电电源插板及漏电保护开关。
2、振动源（动态应变振动梁与振动台）：振动频率3Hz～30Hz可调（谐振频率9Hz～12 Hz左右）；3、转动源：手动控制0转/分～2400转／分、自动控制300～2200转／分。
4、温度源：常温～200℃。
5、气压源：0～20Kpa（连续可调）。
6、传感器：基本型有箔式应变片(350Ω)传感器(秤重200g)、扩散硅压力传感器(20Kpa)、差动变压器(±4mm)、电容式位移传感器(±2.5mm)、霍尔式位移传感器(±1mm)、霍尔式转速传感器(2400转/分)、磁电转速传感器(250转/分～2400转/分)、压电式传感器、电涡流传感器(1mm)、光纤位移传感器(1mm)、光电转速传感器(2400转/分)、集成温度(AD590)传感器(室温～120℃)、K热电偶(室温～150℃)、E热电偶(室温～150℃)、Pt100铂电阻(室温～150℃)、Cu50铜电阻(室温～100℃)、湿敏传感器(10～95％RH)、气敏传感器(50～2000ppm)等。
增强型：基本型基础上可选配扭矩传感器(25N·m)、超声位移传感器(200～1500mm)、PSD位置传感器(±2mm)、CCD传感器、光栅位移传感器(25mm)、红外热释电传感器、指纹传感器(演示)等。
传感器技术学习指南
传感器技术学习指南一、传感器技术课程的特点：1、课程的重要性：传感器与检测技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程，主要研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术课程。
传感技术是自动检测系统，更是控制系统的前哨，它广泛的应用于各个领域，在在促进生产发展和现代科技进步方面发挥着重要作用。
学生学好这门课程不仅能为后续课程打下好的基础，也对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用。
2、学科边缘性与课程内容的分散性：传感器技术是在物理、化学、生物等基本原理、现象基础上，用数字化的眼光观察世界的方法。
有两点对学习传感器技术很重要，一是原理性，物理化学等学科的理论和现象很多，基本上都可以用来构造成传感器，因此，传感器技术涉猎的理论基础很广泛；二是方法论，传感器技术是适应现代控制技术发展的产物，是人类从不同视角、更定量地观察世界的方法和技术，强调定量性是本门学科的一个特点，并适应于信号的后处理技术，如AD转换技术，动态测量技术。
一方面由于世界的多样性，一方面也由于定量描述的“点视觉”特性，使人们只能从不同角度观察世界，因此，传感器技术缺乏系统性和连续性，并且很多情况下也表现出技巧性与创新性。
在实际应用中，传感器作为“感觉器官”，是将压力、温度、位移量等信息（或者被测量）转化成电信号。
而这些转化是利用物理学、化学、生物学现象和效应来进行的，被测量转化成电信号的方式是各种各样，也就是说各类传感器的工作原理不同。
因此本课程信息量大，涉及的范围较广，且各章节教学内容相对独立，缺乏连续性和系统性。
3、课程的实践性；传感器的实践性对于大学生学习传感器技术有不同的影响，简单来讲，传感器技术深入现代生活，家庭生活中的灶具、冰箱、空调、电视、电话、热水器、汽车等日常生活离不开的物品中，与传感器习习相关，这些日常生活中的传感器便于学生很快理解传感器的适用性、作用；另一方面，传感器又深入人类生活中的各个领域，如飞机、舰船、遥感等众多的领域，仅从物理不现象来讲，涉及光、电、力、磁等从微观到宏观几乎所有的现象，本课程仅学习常见传感器的构成原理，但这并不妨碍学生有更广泛领域的研究与创新。
4实验指南(YL2100)
目录实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 (1)实验二金属箔式应变片——半桥性能实验 (3)实验三金属箔式应变片——全桥性能实验 (4)实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较 (5)实验五金属箔式应变片的温度影响实验 (6)实验六直流全桥的应用——电子秤实验 (6)实验七移相器实验 (7)实验八相敏检波器实验 (9)实验九交流全桥的应用——振动测量实验 (10)实验十压阻式压力传感器的压力测量实验 (13)实验十一扩散硅压阻式压力传感器差压测量* (14)实验十二差动变压器的性能实验 (15)实验十三激励频率对差动变压器特性的影响实验 (16)实验十四差动变压器零点残余电压补偿实验 (18)实验十五差动变压器的应用——振动测量实验 (19)实验十六电容式传感器的位移特性实验 (21)实验十七电容传感器动态特性实验 (22)实验十八直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 (23)实验十九交流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 (25)实验二十霍尔测速实验* (26)实验二十一磁电式传感器测速实验 (27)实验二十二压电式传感器测量振动实验 (28)实验二十三电涡流传感器位移特性实验 (29)实验二十四被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验 (30)实验二十五被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 (31)实验二十六电涡流传感器测量振动实验 (31)实验二十七电涡流传感器的应用——电子秤实验 (33)实验二十八电涡流传感器测转速实验* (34)实验二十九光纤传感器的位移特性实验 (34)实验三十光纤传感器测量振动实验 (35)实验三十一光纤传感器测速实验 (36)实验三十二光电转速传感器的转速测量实验 (38)实验三十三 CU50温度传感器的温度特性实验 (39)100热电阻测温特性实验 (40)实验三十四 PT实验三十五热电偶测温性能实验 (42)实验三十六气体流量的测定实验* (43)实验三十七气敏（酒精）传感器实验 (44)实验三十八湿敏传感器实验 (45)实验三十九温度仪表PID控制实验 (45)实验四十外部温度控制实验系统* (47)实验四十一多功能数据采集控制器的使用介绍 (47)实验四十二计算机温度PID控制实验 (50)实验四十三数据采集卡动态链接库调用实验* (52)实验四十四转速PID控制系统 (53)附录一温控仪表操作说明 (55)附录二《微机数据采集系统软件》使用说明 (62)附录三《多功能数据采集系统软件》使用说明 (65)附录四《YL4.1系统软件》使用说明 (67)实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
泰克 PSM 功率计USB功率传感器应用指南说明书
选择RF或微波功率传感器/功率计应用指南引言从普及的手机到完善的雷达系统，功率测量是任何RF或微波产品开发周期的基础。
毫不奇怪的是，除了应用以外，调制范围和复用方式变化也非常大。
这种情况再加上以前为高端分析仪预留的功率计中提供的各种新功能，使得RF或微波功率测量系统的选择比以前更加复杂。
由于制造商产品技术资料中提供的产品和技术数据变化很大，因此在制订采购决策前，评价功率传感器的最佳途径是进行对照比较。
本应用指南将介绍购买USB功率传感器时要考虑的部分因素。
应用指南图1. 泰克PSM功率计多路径方框图。
RF输入处理器要考虑的基本因素选择USB功率传感器涉及许多与传统功率计和传感器相同的指标，频率范围、动态范围、准确度、清零和校准、测量速度和触发等因素对选型过程仍至关重要。
频率范围－ 率传感器的频率范围非常广，覆盖从几kHz 到110 GHz的频率范围。
最常用的频率范围是6 GHz -20 GHz。
由于功率传感器是宽带检测器，因此它们在整个频率范围内检测输入上所有RF功率。
传感器内部存储的校准表会考虑传感器的频响变化。
动态范围－ 态范围是传感器能够进行实用测量的功率范围。
这个范围取决于采用的传感器技术类型。
基于二极管的传感器动态范围最宽，通常在-60 dBm - +20 dBm 或更高。
宽动态范围与快速响应时间相结合，使二极管成为大多数应用首选的解决方案。
通过使用校正因数及使用多条二极管路径，二极管传感器把二极管的实用范围扩展到平方律区域之外，实现宽动态范围。
在使用多条路径时，在这些路径之间切换使用的方法可能会影响线性度。
大多数传感器一次测量一条路径，在某个门限上切换，一般是在范围中点周围。
这个跳变点变成潜在的不连续点或粘滞值，可能会导致非线性度或测量延迟。
泰克功率计同时连续数字化两条路径，在跳变点上使用加权后的平均值。
这可以在多条测量通道之间实现平滑连续跳变，在所有时间提供传感器的动态范围，而没有不连续点。
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《传感器与检测技术》实验指南传感器与检测技术实验室实验指导老师：徐华结适用班级：12电气工程及其自动化目录实验一压阻式压力传感器的特性测试实验 (2)实验二电容传感器的位移特性实验 (5)实验三直流激励线性霍尔传感器的位移特性实验 (9)实验四电涡流传感器材料分拣的应用实验 (12)实验五光纤传感器位移测量实验 (14)实验一压阻式压力传感器的特性测试实验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和标定方法。
二、实验内容掌握压力传感器的压力计设计。
三、实验仪器传感器检测技术综合实验台、压力传感器实验模块、压力传感器、导线。
四、实验原理扩散硅压阻式压力传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应，在半导体受到力变形时会暂时改变晶体结构的对称性，因而改变了半导体的导电机理，使得它的电阻率发生变化，这种物理现象称之为半导体的压阻效应。
一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件，在它上面直接蒸镀扩散出多个半导体电阻应变薄膜（扩散出敏感栅）组成电桥。
在压力（压强）作用下弹性元件产生应力，半导体电阻应变薄膜的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，经电桥转换成电压输出，则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
图13-1为压阻式压力传感器压力测量实验原理图。
+-放大单元主台体上电压表+4V 压阻式压力传感器Vo+VS+Vo-Vs-图1-1 压阻式压力传感器压力测量实验原理五、实验注意事项1、严禁将信号源输出对地短接。
2、实验过程中不要带电拔插导线。
3、严禁电源对地短路。
六、实验步骤1、将引压胶管连接到压力传感器上，其他接线按图1-2进行连接，确认连线无误且打开主台体电源、压力传感器实验模块电源。
电电电电电电电电电电VinVinVout GND电电电电电电±15V 电电D5C4++E2C5D4D6R29S1C1R12R13R17R16C2R1IC1R14R3R5R4R6D1IC4R7R20R19R9C3RW1-15V GND+15V VCC GND Vout-Vout+R8R10D2R21电电电电电D3E1D5R28IC2IC3R2R18RW2电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电R30R31R21R211234567810K 20K 51K100KP1+5V图1-2 压阻式压力传感器的特性测试实验接线图2、打开气源开关，调节流量计的流量并观察压力表，压力上升到4Kpa 左右时，根据计算所选择的第二级电路的反馈电阻值，接好相应的短接帽；再调节调零电位器RW2，使得图1-3中Vx 与计算所得的值相符；再调节增益电位器RW1，使电压表显示为0.4V 左右。
（进行此步之前，请先仔细阅读：七、实验报告要求）3、再仔细地反复调节流量使压力上升到18KPa 左右时，根据计算，电压表将显示1.8V 左右。
4、重复步骤2和3过程，直到认为已足够精度时调节流量计使压力在4~18KPa 之间，每上升1Kpa 气压分别读取电压表读数，将数值列于表3。
表3 P （Kpa ） V o(p-p)5、画出实验曲线。
6、实验完毕，关闭所有电源，拆除导线并放置好。
七、实验报告要求1、要求：当压力为4Kpa 时，使得差分放大单元的电压输出为0.4V ；当压力为18Kpa时，使得差分放大单元的输出为1.8V 。
3261874IC1HA-0P07R1210K R13100KR120KR1410KR220KR410KR310KR520KR1851R810KR192KR910k C1103C21031Vin21Vout1Vin1R17100KR620KR71KR101KD23.3VA1K 2D13.3VR1610K电电电电3261874IC2HA-0P073261874IC3HA-0P073261874IC4HA-0P07C3104R202.7KR212.7K+15v+15V+15V+15V+15V-15V-15V-15V-15V-15V132RW110KRW250KR3010K R3120K R3251K R33100K12345678P1Header 4X2V1Vx图1-3 压力传感器测试电路2、当压力为4Kpa 时，测得压力传感器的输出电压Vout 与GND 间的电压Va ；当压力为18Kpa 时，测得压力传感器的输出电压V out 与GND 间的电压Vb ；然后根据图1-3列式进行计算，在第二级放大电路的反馈电阻（10K 、20K 、51K 、100K ）中，用跳线帽选择一个合适的反馈电阻。
再根据所选择的反馈电阻，确定V1和Vx 的值，便于实验。
具体计算公式如下：当压力为4Kpa 时：10.2240.2V x Va x+⋅=-+ 10.410V Vx Vx R--= 当压力为18Kpa 时：'10.2240.2V x Vb x +⋅=-+ '1 1.810V Vx Vx R--= 其中：V1、V1’分别为4Kpa 和18Kpa 时三运放的输出电压，Vx 为调零电位器RW2端的电压；x 为RW1所需调到的阻值，R 为第二级放大电路的反馈电阻。
3、计算完后，先根据所选择的第二级放大电路的反馈电阻值，接好短接帽，然后再根据计算的电压值V1和Vx 分别调节调节电位器RW1和RW2。
实验二电容传感器的位移特性实验一、实验目的了解电容传感器结构及特点。
二、实验内容掌握电容传感器的基本应用。
三、实验仪器传感器检测技术综合实验台、电容传感器实验模块、电容传感器、振动源实验模块、示波器、导线。
四、实验原理1、电容传感器是以各种类型的电容为传感元件，将被测物理量转换成电量的变化来实现测量的。
电容传感器的输出是电容的变化量。
利用电容C=εA/d的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d。
三个参数中，保持二个参数不变，只改变其中一个参数，则可以有测干燥度（ε变）、测位移（d变）和测液位（A变）等多种电容传感器。
电容传感器极板形状分成平板、圆板形和圆柱形，虽然还有球面形和锯齿形等其它的形状，但一般很少用。
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。
差动式一般优于单组（单边）式的传感器，它灵敏度高、线性范围宽、稳定性高。
如图18-1所示：它是由二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C=ε2πx/ln(R/r)。
图中C1、C2是差动连接，当图中的圆柱产生Δx位移时，电容量的变化量为ΔC=C1-C2=ε2π2Δx/ln(R/r)，式中ε2π、ln(R/r)为常数，说明Δc与Δx位移成正比，再配上配套的测量电路就能测量位移。
电电1电电2电电C1C2电电rR图18-1 实验电容传感器结构2、测量电路（电容变换器）：如图18-2所示，测量电路的核心部分是图18-3的电路。
3261574U2TRIG 2Q3R 4CVolt5THR6DIS 7VCC 8GND 1U1C8C5C2C6C1C7C4C3R6R4R3R5R7R8D5D61133W2W1L1L2D2D1D4D31J21Vout 1GND21J11GND1RW1+15V+15V-15VNE555产生输出500K 方波+15V C10C9D8D7E2E11-15V1+15V+15V-15V123654S2R1R21GNDD9D101122TEST环型二极管整流脉冲产生单元放大单元1Fout1Fin-15V+15V电源图18-2 电容测量电路4C 3D 4D 5D 6D 1X C 2X C 1L 2L 6C WR 1O V 5C 1E 2E 1t 2t 电电电电电电abcdo图18-3 二极管环形充放电电路在图18-3中，环形充放电电路由D3、D4、D5、D6二极管、C5电容、L1电感和Cx1、Cx2实验差动电容位移传感器组成。
当高频激励电压（f ＞100KHz ）输入到a 点，由低电平E1跃到高电平E2时，电容Cx1和Cx2两端电压均由E1充到E2。
充电电荷一路由a 点经过D3到b 点，再对Cx1充电到O点（地）；另一路由由a点经过C5到c 点,再经D5到d点，再经Cx2充电到O点。
此时，D4和D6由于反偏置而截止。
在t1充电时间内，由a到c点的电荷量为：Q1=Cx2(E2-E1) (18-1) 当高频激励电压由高电平E2返回到低电平E1时，电容Cx1 和Cx2均放电。
Cx1经过b点、D4、c点、C5、a点、L1放电到O 点；Cx2经过d点、D6、L1放电到O点。
在t2放电时间内由c到a点的电荷量为：Q2=Cx1(E2-E1) （18-2）当然，（18-1）式和（18-2）式是在C5电容值远远大于传感器的Cx1和Cx2电容值的前提下得到的结果。
电容C5的充放电回路由图18-3中实线、虚线箭头所示。
在一个充放电周期内（T=t1+t2），由c点到a点的电荷量为：Q=Q2-Q1=（Cx1-Cx2）（E2-E1）=ΔCxΔE (18-3) 式中；Cx1与Cx2的变化趋势是相反的（由传感器的结构决定的，是差动式）。
设激励电压频率f=1/T，则流过ac支路输出的平均电流i为：I=fQ=fΔCxΔE （18-4）五、实验注意事项1、严禁将信号源输出对地短接。
2、实验过程中不要带电拔插导线。
3、严禁电源对地短路。
六、实验步骤1、按图18-4示意图接线：电容传感器实验模块电源单元接主台体上的±15V电源；将脉冲调制单元的Fout与电容测量放大单元的Fin相接；将电容传感器安装在电容传感器实验模块的电容测量放大单元上，即将传感器引线插头插入实验模板的插座中，电容传感器黄色和红色引线分别接电容模块J1和J2，蓝色引线接插孔GND；将电容测量放大单元的Vout与GND 接主台体上的电压表的“+”和“-”极，将电压表选择置于“20V”档。
电电电电电电±15V电电电电电电电电电D10TestW1VoutGND-15V GND 15VD9电电电电电电电电电电电电电电电电电电D6C10C9D7E2E1R2R1S2C3C6D5R3D6R4U1Fout Fin J2GND J1D1D3D2D4C4R5U2L2L1C5C8R6C7R8R7RW1C1C205电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电图18-4 电容传感器的接线示意图2、打开主台体电源开关和电容传感器实验模块的电源开关，用示波器观察Fout 的波形，调节脉冲调制单元的电位器W1，使其输出频率为500KHz 的方波，再将电容测量单元的电位器RW1调节到中间位置，旋动测微头推进电容传感器移动至极板中间位置，使电压数显表显示为最小值。
3、旋动测微头，每间隔0.5mm 记下位移X 与输出电压值，填入表8：表8X(mm) V(m V )4、根据上表数据计算电容传感器的系统灵敏度S 和非线性误差δf 。