传感器原理及应用(版本2)第5讲
传感器原理与应用第二版课后答案
传感器原理与应用第二版课后答案1. 传感器原理与应用概述。
传感器是一种能够感知、检测并转换物理量或化学量等非电信号到电信号的装置，它是现代自动化领域中不可或缺的重要组成部分。
传感器的原理与应用涉及到物理学、化学、电子学等多个学科领域，对于各种自动化系统的测量、控制和监测起着至关重要的作用。
2. 传感器的分类及工作原理。
传感器根据其测量原理和测量对象的不同可以分为多种类型，比如光电传感器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。
不同类型的传感器有着各自独特的工作原理，比如光电传感器是利用光电效应实现光信号到电信号的转换，而温度传感器则是通过测量物体的热量来获取温度信息。
3. 传感器在工业控制中的应用。
传感器在工业控制中有着广泛的应用，比如在自动化生产线上，各种传感器可以用来检测产品的尺寸、形状、颜色等信息，从而实现自动化的生产控制。
此外，传感器还可以用于监测工业设备的运行状态，实现设备的远程监控和故障诊断。
4. 传感器在智能家居中的应用。
随着智能家居的发展，各种传感器也开始在家居领域得到广泛应用。
比如温湿度传感器可以用来监测室内的温度和湿度，光敏传感器可以用来实现智能照明控制，人体红外传感器可以用来实现智能安防监控等。
5. 传感器的未来发展趋势。
随着物联网、人工智能等新技术的发展，传感器也将迎来新的发展机遇。
未来的传感器将更加智能化、多功能化，能够实现更加精准的测量和控制，同时还将更加节能环保，更加适应多样化的应用场景。
6. 结语。
传感器作为现代自动化系统中的重要组成部分，其原理与应用对于各种领域的发展都具有重要意义。
我们需要不断学习和掌握传感器的相关知识，不断创新和完善传感器技术，以推动传感器行业的发展，为人类社会的进步做出贡献。
传感器原理及应用PPT教程课件专用
湿度传感器能够监测室内湿度变化，与加湿器、除湿器等设备配合，保持室内湿度在适宜 范围内，避免潮湿或干燥对家居环境和人体健康的影响。
光照传感器
光照传感器能够感知室内光线强弱，与照明设备联动，实现室内光线的自动调节。同时， 还可用于窗帘、百叶窗等设备的自动控制，提高室内采光效果。
未来发展趋势预测
传感器应用领域
医疗领域
用于监测人体生理参数，如体 温、血压、心率等，以及医疗 设备中的控制和检测。
智能家居
用于实现家庭环境的智能化控 制，如温度控制、照明控制等。
工业自动化
用于检测和控制生产过程中的 各种参数，如温度、压力、流 量等。
环保领域
用于监测大气、水质等环境参 数，为环境保护提供数据支持。
传感器与通信接口的电路 设计
介绍传感器与通信接口之间的 电路设计，包括信号调制、解 调、编码、解码等。
接口电路设计的实例分析
通过具体案例，分析接口电路 设计的实现过程及效果。
06 传感器在物联网和智能家 居中应用展望
物联网中传感器作用及发展趋势
物联网中传感器的作用
物联网中的传感器是实现万物互联的基础， 它们能够感知和测量各种物理量，如温度、 湿度、压力、光照等，并将这些数据转换为 可处理和传输的数字信号，为物联网应用提 供实时、准确的数据支持。
新型传感器的研发
针对特定应用场景和需求，未来将研发更多新型传感器。例如，柔性传感器、生物传感器、化学传感器 等，它们将具有更高的灵敏度、选择性和稳定性，为物联网和智能家居等领域的发展提供有力支持。
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感谢您的观看
牌和型号。
注意传感器的尺寸、重量、 安装方式等是否符合应用场
教科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第5章 传感器 本章整合
10 V量程,故旋至C点。
(3)若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时电表与电源不连接,因此指
针不偏转;而接入a、c时,电表与电源直接连接,故指针发生偏转。
(4)当温度为70 ℃,热敏电阻RT=60 Ω,用电阻箱替代热敏电阻,所以把电阻
箱数值调到60 Ω。
对点演练
(2023广东高二期末)2022年北京冬奥会室内赛场利用温度传感器实时监控赛场
温度,而温度传感器的主要部件是热敏电阻。某探究小组的同学用一个热敏电
阻设计了一个简易的“过热自动报警电路”。
(1)为了测量热敏电阻RT的阻值随温度变化的关系,该小
组设计了如图甲所示的电路,他们的实验步骤如下:
0.06
Ω,由图乙可知,此时t=40 ℃;所以当温度t≥40 ℃时,警铃报警。
3
当考虑电源内阻时,线圈中的电流大于等于60 mA,则 R 总= = 0.06 Ω
=50 Ω,不变,但热敏电阻RT'=R总-R0-r,热敏电阻的阻值变小,温度升高。
加热器停止加热,实现温控。继电器的电
阻为20 Ω,热敏电阻的阻值RT与温度t的关
甲
系如下表所示。
t/℃
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
RT/Ω
230
165
108
82
60
(1)提供的实验器材:电源E(内阻不计)、滑动变阻器R、热敏电阻RT、继电
器、电阻箱(0~999.9 Ω)、开关S、导线若干。
电源的电动势为E=3 V,电源内阻可忽略,继电器线
圈用漆包线绕成,阻值为R0=15 Ω。将热敏电阻RT
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第五章 传感器 2 常见传感器的工作原理及应用
2.了解电阻应变片、电容式位移传感器 科学态度与责任：在理解传感器工作原理的
的特性及其在生活生产中的应用。 基础上，知道已学知识在生活、生产、科技
3.会设计简单的有关传感器应用的控制 中的价值，通过自己设计简单的传感器，体
电路。
验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣。
01 要点一 光敏电阻
1.特点：光敏电阻在暗环境中电阻_很__大___，在强光照射下电阻_很__小___。 2.原理：无光照时，载流子_极__少___，导电性能差；随着光照的增强，载流子_增__多___， 导电性变_好___。 3.作用：把_光__照__强__度___这个光学量转换为_电__阻___这个电学量。
规律方法 霍尔电势高低的判断方法 由左手定则判断载流子所受洛伦兹力的方向时，无论载流子带正电荷还是负电荷，四 指都指向电流方向，即正电荷定向移动的方向或负电荷定向移动的反方向；同样，无 论载流子带正电荷还是带负电荷，所受洛伦兹力方向都相同。故可得出结论：如果载 流子带正电荷，则拇指所指的面为高电势面，如果载流子带负电荷，则拇指所指的面 为低电势面。
小 大
D
正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，C项正确。
B
[解析] 光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，用手掌挡住部分光， 阻值变大，指针偏转角度变小。
02 要点二 金属热电阻和热敏电阻
项目 特点 制作材料 优点 作用
热敏电阻
金属热电阻
电阻率随温度升高而_减__小___ 电阻率随温度升高而_增__大___
04 要点四 其他传感器
1.电容式传感器
（2）应用举例 手机触摸屏——电容式位移传感器。 原理：它可以将_物__体__位__移___这个力学量转换为_电__容___这个电学量。如图所示，当物体 向左运动时，电容_增__大___；当物体向右运动时，电容_减__小___。
传感器原理及应用 第二版
传感器原理及应用第二版引言传感器是现代科技中不可或缺的一部分，它们在各个领域中扮演着重要的角色。
本文将介绍传感器的基本原理及其在各个应用领域中的应用。
传感器的概述传感器是一种能够将物理量转化为可测量的信号的器件。
通过感知周围的环境变化，传感器能够将这些变化转化为可用于测量、监测和控制的信号。
传感器通常由一个传感元件和一个信号处理电路组成。
传感器的分类可以根据其感知的物理量来划分。
常见的传感器类型包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器、气体传感器等等。
每种传感器都有其特定的工作原理和应用领域。
1.温度传感器：温度传感器是通过感知物体的热量并将其转换为电压信号来测量温度的。
常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶和热电阻等。
2.压力传感器：压力传感器通过感知物体受力并将其转换为电信号来测量压力的。
常用的压力传感器有压阻式传感器、压电式传感器和压力传感膜片等。
3.湿度传感器：湿度传感器通过感知空气中的水分含量并将其转换为电信号来测量湿度的。
常用的湿度传感器有电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器和表面声波湿度传感器等。
4.光传感器：光传感器通过感知光的强度和频率并将其转换为电信号来测量光的参数。
常用的光传感器有光敏电阻、光电二极管和光电三极管等。
5.气体传感器：气体传感器通过感知空气中特定气体的浓度并将其转换为电信号来测量气体的浓度。
常用的气体传感器有气敏电阻、电化学气体传感器和红外气体传感器等。
传感器在各个领域中有着广泛的应用，下面简要介绍几个常见领域中的传感器应用：1.工业自动化：在工业生产中，传感器被广泛用于监测各种参数，如温度、压力、湿度等。
通过实时监测这些参数，工业自动化系统能够及时调整设备和生产过程，提高生产效率和质量。
2.环境监测：传感器在环境监测领域中起着重要作用。
例如，气体传感器被用于检测室内空气质量，温湿度传感器被用于监测气候条件，地震传感器被用于监测地壳运动等。
3.医疗健康：传感器在医疗健康领域中有着广泛的应用。
传感器原理及应用(第2版)
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该教材共12章，对常用传感器原理及其数据采集和信号处理进行阐述，且注重对传感器应用和工程实践能力 的培养。
成书过程
修订情况
出版工作
该书前10章的内容基本保持不变。除保持前一版系统性的稳定外，对教学的重点内容进行了充实与提高。第 1章在保持传感器概论及相关基础知识体系稳定的情况下，对相关概念进行了更为科学的表述，充实了关于传感器 动静态特性的内容，重新编写了相关的内容，同时修正了此前的笔误；第2章除修订印刷错误外，内容基本保持稳 定。第3~10章按照综合分类法介绍传感器的原理及应用，重新编写了热学量（温敏）、力学量（力敏和声敏）、 磁学量（磁敏）、光学量（光敏）传感器这部分内容，并修订了上一版中的错误，增加了关于传感器应用的实例。 该版保持了化学量（气敏和湿敏）、水声传感器及生物量（生物传感器）这部分内容的稳定性，仅更正了部分印 刷错误。该版对第1版中的第11章做了较大修改，对该部分内容进行了重新编写，将其分为了两章，即第11章 “传感器的信号处理”和第12章“传感器的智能化和络化”，对新的第11章进行了系统整理，提升了传感器调理 电路的理论知识，第12章丰富了络化传感器的内容。
该书的修订工作由彭杰纲完成。电子科技大学自动化工程学院传感器原理课程组的詹慧琴、胡学海、邓罡、 蒋毅、闫斌等老师提出了意见，研究生祝悦和欧斌在教材编写和电子教案的准备过程中做了工作，研究生杨超、 何春秋、雍涛、董冠奇、吴俊、刘露、邹地长在教材的外文资料翻译和校对方面也做了工作。该书的编写参考了 中国国内外相关技术资料，吸取了相关专家和同仁的经验。该教材的修订得到了电子科技大学高水平规划教材项 目和新编特色教材建设项目的支持。
教材目录
（注：目录排版顺序为从左列至右列）
教学资源
《传感器原理及应用（第2版）》有配套的慕课——“传感器原理及应用”。 《传感器原理及应用（第2版）》提供配套电子课件。
传感器的原理及应用第2版
传感器的原理及应用第2版介绍本文档将对传感器的原理和应用进行详细介绍。
传感器是现代工程和科学领域中的重要技术之一，广泛应用于各个领域，包括自动化控制系统、环境监测、医疗诊断、工业生产等。
本文将从传感器的定义入手，详细介绍传感器的工作原理和分类，并列举一些传感器的常见应用。
传感器的定义传感器是一种能够将非电学量转化为电学信号的装置。
通过测量物理量，如温度、压力、光强等，传感器可以将这些量转化为电信号，进而实现对这些物理量的监测和控制。
传感器通常由感受器、转换器和信号处理电路等组成。
传感器的工作原理传感器的工作原理基于各种物理现象，如电磁感应、压电效应、热敏效应等。
下面列举几种常见传感器的工作原理：•光敏传感器：利用固体物质对光线的敏感性来转化光信号为电信号。
•压力传感器：利用压电效应或电阻变化来测量物体所受到的压力。
•温度传感器：基于热敏材料的电阻变化来测量温度。
•加速度传感器：利用物体在加速度作用下产生的压电效应或电感效应来测量加速度。
传感器的分类传感器根据测量物理量的不同可以分为多种类型。
以下是一些常见的传感器分类：•按测量物理量分类：1.温度传感器2.压力传感器3.光敏传感器4.加速度传感器5.湿度传感器6.气体传感器7.震动传感器8.液位传感器9.水质传感器•按感受器类型分类：1.电阻型传感器2.电容型传感器3.压电型传感器4.光电型传感器5.磁敏型传感器•按应用领域分类：1.工业应用传感器2.环境监测传感器3.汽车传感器4.医疗传感器5.家庭安全传感器传感器的应用传感器广泛应用于各个领域，以下是传感器在不同领域的一些应用：•工业领域：–压力传感器用于测量管道和容器的压力，实现自动控制和安全监测。
–温度传感器用于测量设备和机器的温度，保护设备安全。
–光敏传感器用于检测物体的位置和运动。
•环境监测：–温度传感器用于监测室内外温度变化。
–湿度传感器用于监测空气湿度，保持舒适的室内环境。
–气体传感器用于检测有害气体浓度，保障人员的生命安全。
新教材鲁科版高中物理选择性必修第二册第5章传感器及其应用 精品教学课件(207页)
3.磁敏元件： (1)霍尔元件的组成及原理：如图一个矩形半导体薄片，薄片厚度为d，在其 前、后、左、右分别引出一个电极，如图所示，沿PQ方向通入电流I，垂直于 薄片加匀强磁场B，则在MN间会出现电势差U，以上几个物理量的关系为UMN= __k_IdB__，从而可以将磁感应强度的测量转化为_电__压__的测量。
2.光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的比较：(科学思维)
热敏电阻 正温度系数 负温度系数
特 温度升高，电 温度升高，
点 阻增加
电阻减少
光敏电阻
在强光下电阻小， 在暗光下电阻大
霍尔元件
在电流不变的情 况下，霍尔电压 与磁感应强度成 正比
热敏电阻 正温度系数 负温度系数
原 理
温度升高，载 流子减少，电 阻增加
二、敏感元件 任务驱动 随着温度的升高热敏元件的电阻一定增加吗？ 提示：不一定，热敏元件的电阻与温度的关系和半导体的材料有关，NTC半导 体材料制作的电阻阻值随温度的升高而降低，而PTC材料的热敏电阻阻值随温 度的升高而增大。
敏感元件是_传__感__器__的核心部分，是利用材料的各种敏感效应(如热敏、光敏、 压敏等)制成的。 1.光敏元件： (1)组成：光敏电阻是用_金__属__硫__化__物__等半导体材料制成的。 (2)光敏电阻的特性：光照越强，电阻越_小__；光照越弱，电阻越_大__。 (3)光敏电阻在被光照射时电阻发生变化的原理：金属硫化物无光照时，_被__激__ _发__的__电__子__数__就少，电阻就_大__；随着光照的增强，_被__激__发__的__电__子__数__增多，电 阻值就_减__小__。 (4)光敏电阻的作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个_电__学__量__。
【解析】由题图可知当油箱内液面高度变化时，滑动变阻器R的金属滑片将会 移动，从而引起R两端电压的变化。当油量减少时，滑动变阻器R的阻值会增大， 电路中的电流会减小，c、d间的电压会减小。当把电压表接在c、d两点间，电 压表数值减小时，表示油量在减少。 答案：c、d 减少
传感器原理与应用第二版课后答案
传感器原理与应用第二版课后答案1. 传感器的基本原理。
传感器是一种能够感知并转换物理量或化学量等非电信号为电信号的装置。
传感器的基本原理是利用特定的物理效应，如电磁感应、压阻效应、光电效应等，将被测量的物理量转换为电信号输出，从而实现对被测量物理量的监测和测量。
2. 传感器的分类及应用。
根据测量的物理量不同，传感器可以分为温度传感器、压力传感器、光电传感器、湿度传感器等多种类型。
每种传感器都有其特定的应用领域，如温度传感器广泛应用于工业生产中的温度监测和控制，压力传感器则常用于汽车制造和航空航天领域的压力监测等。
3. 传感器的工作原理。
传感器的工作原理是将被测量的物理量转换为电信号输出。
以温度传感器为例，当温度发生变化时，传感器内部的电阻值也会发生变化，通过测量电阻值的变化即可得知温度的变化情况。
而光电传感器则是利用光电效应将光信号转换为电信号输出。
4. 传感器的应用案例分析。
在工业自动化领域，传感器被广泛应用于各种生产设备的监测与控制中。
例如，利用压力传感器可以实现对液体管道内部压力的实时监测，以确保生产过程的安全性和稳定性。
另外，在智能家居领域，温度传感器和湿度传感器可以实现对室内环境的实时监测，从而实现空调和加湿器的智能控制。
5. 传感器的发展趋势。
随着科技的不断进步，传感器技术也在不断发展。
未来，传感器将更加智能化、微型化和多功能化，能够实现更精准的监测和更便捷的数据传输。
同时，新型材料和制造工艺的应用也将为传感器的发展提供更广阔的空间。
总结，传感器作为现代化社会不可或缺的一部分，其在工业生产、智能家居、医疗健康等领域都发挥着重要作用。
通过对传感器的基本原理、分类及应用、工作原理、应用案例分析和发展趋势的了解，我们可以更好地认识传感器，并为其未来的发展提供更多的可能性。
传感器原理及其应用(第二版)部分习题答案
第4章 电容式传感器及其应用
当 d <<d0 时，即 d/d0<<1 ，则：
∴ 灵敏度为：
由此可见，与单极式相比，其灵敏度提高了一倍（单极式为 ）。
第4章 电容式传感器及其应用
5、为什么高频工作时电容式传感器的连接电缆的长度不能任意 改变？
第3章 电感式传感器及其应用
16、有一只差动电感位移传感器，已知电源电压U 4V，f 400Hz，传感
器线圈电阻与电感分别为R 40 ，L 30mH，用两只匹配电阻设计成四 臂等阻抗电桥，如图所示。试求： （1）匹配电阻 R3和 R4 的值为多少时才能使电压灵敏度达到最大。 （2）当 Z 10 时，分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值。
称重传感器的灵敏度
(2) 当传感器输出电压为68mV时，物体的荷重m为
第2章 电阻应变式传感器及其应用
7. 图2.43为应变式力传感器的钢质圆柱体弹性元件，其直径d = 40 mm，
钢的弹性模量E = 2.1×105 N/mm2 ，泊松比μ=0.29 ，在圆柱体表面粘
贴四片阻值均为120Ω、灵敏系数κ=2.1的金属箔式应变片( 不考虑应变
∴ ∴
第3章 电感式传感器及其应用
(2) 接成单臂电桥后的电桥输出电压值为： 接成差动电桥后的电桥输出电压值为：
第4章 电容式传感器及其应用
• 作业：习题2、5、8、14 (P67)
第4章 电容式传感器及其应用
2、推导差动式电容传感器的灵敏度，并与单极式电容传感器相比较 。 答：设在初始状态下，动极板位于两块定极板中间位置，则：
y理论
2.2 4.6875 7.175 9.6625 12.15 14.6375 17.125 19.6125 22.1
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解决办法：采用电缆驱动技术，使电缆屏蔽层电位跟踪电容极
U SC
U AP
U BP
C1 C1
C2 C2
U1
结论： 〈1〉输出直流电压 USC 具有线性输出特性； 〈2〉无须附加解调电路，而只需经低通滤波简单引出输出（自身 能判向）； 〈3〉由于低通滤波对波形要求不高，故仅需一电压稳定度较高的 直流电源，比要求稳频稳幅的交流电易于做到。
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〈3〉要求 E, C0 , , S 等要足够稳定。
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上述电路有一问题是，输出初始值不为零，因d不能等于0，根 据下图可推导出下式：
U SC
E( C0 CX
C0 ) 1 C X 0 (1 C0
)
CX0
其中：Cxo—电容传感器初始值
当：Cxo=Co时：
该式表示当Cx=Co 时，即初始时输出 为零（d=d0）。
同时M点通过 ( D1快速放电
)
比较器 A2产生一脉冲，双稳态触
发器输出翻转
A端高电位 B端低电位
重复第一过程 周而复始
ห้องสมุดไป่ตู้
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因此在双稳态触发器两输出端各自生产—宽度受C1，C2调制的方 波脉冲 ,见下图（书中图3-13）所示。
C1 C2 时
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C1 C2 时
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U AP
T1 T1 T2
t
Ct Cto Cto
do dt dt
Ct ——温度为t时电容 Cto ——温度为to时电容
将上两式整理后得：
t
(L L h1h1 h2h2 )t do (L L h1h1 h2h2 )t
为了消除温度误差，必须 t 0
即上式分子为零
进一步整理后得：（将
L h1 h2 do 代入）
一、温度对结构尺寸的影响：
由于组成传感器各材料的温度膨胀系数不同，当环境温度变化 时，传感器各结构尺寸发生变化从而引起电容变化。
通常 C CO CP Ct
其中：Co——传感器初始电容； C P ——正常测量时电容的变化量； Ct ——温度变化产生的增量，是温度的函数，即Ct f (t)
Ct 决定了温度误差的大小，讨论之：
U1；U BP
T2 T1 T2
U1
其中 U1……触发器输出高电平电压
U AB U AP U BP U SC
T1
R1C1
ln
U1 U1 UF
；T2
R2C2
ln
U1 U1 UF
讨论如下： 当 C1 C2 时，则 T1 T2 ,AB间平均电压为零(一个循环周期 内的平均 电压为“零”)；
当 C1 C2 时，则 T1 T2 ,(设 R1 R2 R )则得AB间平均电压为:
<三>差动脉冲宽度调制电路
电路如图示，它由A1，A2比 较器，双稳态触发器及电容 充、放电回路组成，工作原 理为： 接通电源：某时刻双稳态触 发器输出为
A端高电位 B端低电位
A点通过 R1对C1充电 经T1时间后， U M U F
比较器 A1产生一脉冲
双稳态触发器输出翻转
A端低电位 B端高电位
B点通过 R2对C2充电 经T2时间，U N U F
U SC
1 E( C0 2 CX
1) 1 E(C0d
2 S
1)
值得注意的是，上述两种电路中 Co在检测过程中还起到了参比测量的 作用，因此当Co和Cx结构参数及材料 完全相同时，其环境温度对测量的影 响可以得到一定的补偿。
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3-3 电容式传感器的误差分析
第一节所讨论的传感器原理均是在理想条件下进行，没有考虑 如温度，电场边缘效应，寄生与分布电容等因素的影响，实际上它 们对精度影响很大，严重时使传感器无法工作，因此在设计时应予 考虑。
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如图：设初始温度 to 时：do L h1 h2； 两极板的间距，L总
间隙，h2 绝缘厚度，h1 固定极片厚度。
温度变化 t 后： dt L(1 Lt) h1(1 h1t) h2 (1 h2t)
式中L，h1，h2 为三种不同材料的线膨胀系数。
由温度变化引起的电容相对误差为 t
要有：
均匀电场
增大初始电容，增大面积，
减小间距；
加装等位环，把边缘效应拉
出工作区。
另外：边缘效应引起的非线
性与变极距型传感器引起非线性
正好相反。两者可进行一定的补
偿，但要牺牲灵敏度。
绝缘材料
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〈三〉寄生与分布电容的影响
存在问题：
传感器电容值一般都很小，如果激励电源频率较低，则传感器容 抗很大。就要求传感器绝缘电阻很高。否则P50等效电容CE公式（ 3-17）简化条件不成立，RP有旁路作用，影响传感器性能。这样 就很容易受外界干扰影响。
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h1h1 h2h2 (h1 h2 d0 ) L 0
进一步整理后得
h1 hL1
1
h2
hL2
1 d0
0
上式说明了温度误差与各结构参数及材料的关系，说明温度误 差与传感器的零件形状、尺寸、大小及零件材料的线膨胀系数有关 设计时应充分考虑。
设计的通常步骤： 〈1〉设计时首先合理选择初始电容量以决定 d 0；
〈2〉根据材料膨胀系数，适当地选择 h1 , h2以满足上式要求。
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下一页 第三章 电容式传感器返 回
二、电容电场的边缘效应
平板电容器两极板间电场是均匀分布的，这是理想情况，实际
上在极板边缘处情况很复杂，有边缘效应，它对传感器的影响相当
并联了个电容，引起传感器灵敏度下降和非线性增加。克服方法主
极板与周围元件甚至人体间产生电容联系，即寄生电容，对小容 值传感器影响很大。
通常办法：采用静电屏蔽措施，将传感器电容和引线进行良好
屏蔽与接地。增加初始值等。
采用屏蔽电缆同时又产生两个问题：
〈1〉屏蔽线本身电容（分布电容、约几百皮法/米）很大，传感器 的电容才几十皮法，与传感器电容形成并联，显著降低灵敏度。
〈四〉运算法测量电路 由运算放大器反馈原理可知，
当运放输入阻抗很高，增益很大 时，则认为运算放大器输入电流
M
I=0，即运放不取电路电流，则下 式成立（M点虚地）。
U SC Z X C0
E
Z0
CX
用
CX
s
d
代入得：U SC
E
C0
S
d
I0
IX
E Z0
U SC ZX
结论：
〈1〉输出电压 USC与动极片位移d成线性关系； 〈2〉前提条件 A ；Zi 。实际两者足够大即可；