电容式称重传感器课程设计
电容传感器课程设计

电容传感器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电容传感器的基本概念,掌握其工作原理;2. 学生能够描述电容传感器的种类、特点及应用场景;3. 学生能够运用电容传感器的相关知识,分析并解决实际问题。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的电容传感器电路;2. 学生能够通过实验,学会使用电容传感器进行数据采集和处理;3. 学生能够掌握用计算机软件对电容传感器数据进行处理和分析的方法。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习电容传感器,培养对物理现象的好奇心和探索精神;2. 学生在实验和问题解决过程中,培养团队合作意识和解决问题的能力;3. 学生能够认识到电容传感器在现实生活中的重要作用,增强对物理学科的学习兴趣。
课程性质:本课程为物理学科选修课程,结合学生年级特点,注重理论与实践相结合,培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点:学生处于高中阶段,具有一定的物理基础和实验操作能力,对新技术和新知识具有好奇心和求知欲。
教学要求:教师应充分调动学生的积极性,引导学生主动参与课堂讨论和实验,注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 电容传感器基本概念:电容传感器的工作原理、分类及其特点;教材章节:第五章第一节“传感器及其分类”。
2. 电容传感器的应用场景:介绍电容传感器在工业、医疗、环境监测等领域的应用;教材章节:第五章第二节“传感器的应用”。
3. 电容传感器电路设计:分析并设计简单的电容传感器电路;教材章节:第五章第三节“传感器电路设计”。
4. 电容传感器数据采集与处理:学习使用电容传感器进行数据采集,掌握数据处理方法;教材章节:第五章第四节“传感器数据采集与处理”。
5. 实践操作:进行电容传感器实验,培养学生实际操作能力;教材章节:第五章实验部分。
6. 案例分析:分析实际案例,让学生了解电容传感器在实际问题解决中的应用;教材章节:第五章案例分析。
完整版电容式传感器课程设计方案

引言硅压力传感器具有精度高、稳定性好等优点,在工业中广泛应用。
但是,由于硅材料本身的限制,使其无法用于高温和腐蚀等特殊环境中。
而陶瓷电容式压力传感器采用特殊陶瓷材料制作,具有抗腐蚀、耐高温等优点,弥补了硅压力传感器的上述缺点,可用于高温、腐蚀等特殊环境下。
现今,国内有大量的需求,但是还没有国内厂家能够生产。
因此,开发出一种实用的陶瓷压力传感器具有非常重要的现实意义。
陶瓷压力传感器通常采用多电容结构,在陶瓷膜片上同时烧结两个电容,一个作为参考电容,以消除温度对传感器输出的影响;另一个为测量电容,其变化量与传感器所受压力的变化量近似成正比,通过检测变化量就能得到传感器所受的压力。
沈阳大学课程设计- 1 -1 电容式传感器设计的目的与任务1.1电容式传感器设计的目的⑴巩固所学知识,加强对传感器原理的进一步理解;⑵理论与实际相结合,“学以致用”;⑶综合运用知识,培养独立设计能力;⑷着重掌握典型传感器的设计要点,方法与一般过程;⑸培养学生精密机械与测控电路的设计能力。
1.2电容式传感器设计的要求⑴设计时必须从实际出发,综合考虑实用性、经济性、安全性、先进性及操作维修方便。
如果可以用比较简单的方法实现要求,就不必过分强调先进性。
并非是越先进越好。
同样,在安全性、方便性要求较高的地方,应不惜多用一些元件或采用性能比较好的元件,不能单纯考虑简单、经济;⑵独立完成作业。
设计时可以收集、参考传感器同类资料,但必须深入理解,消化后再借鉴。
不能简单地抄袭;⑶在课程设计中,要随时复习传感器的工作原理。
积极思考。
不能直接向老师索要答案和图纸。
⑷设计传感器测头机械机构方案,绘制总装图(CAD为工具),编写传感器设计说明书。
沈阳大学课程设计- 2 -沈阳大学课程设计 - 3 -2 传感器设计方案的选择设计一台电容式传感器 设计要求如下: ⑴量程范围:0~25Mpa ⑵工作电压 5V ⑶相应时间 <1ms ⑷稳定性 <0.2% ⑸温度范围 -40~125℃ ⑹抗绝缘性 >2KV ⑺相对误差 1% ⑻张力 S=100×106N/m一种测量介质介电常数变化的电容式传感器结构如图。
完整版电容式传感器课程设计方案

完整版电容式传感器课程设计方案一、课程概述本课程设计旨在介绍电容式传感器的原理、特点以及应用,通过实践操作和实验演示,培养学生的实际应用能力和创新思维能力。
课程设计涵盖了传感器的基础知识、电容式传感器的原理和构造、电容测量电路以及电容式传感器的应用场景等内容。
二、课程目标1.掌握电容式传感器的基本原理和构造;2.熟悉电容测量电路的设计与实现;3.理解电容式传感器在不同领域的应用;4.能够进行电容式传感器的实验操作和数据分析。
三、教学内容和方法1.电容式传感器的基础知识(4学时)-电容的基本概念和计算方法;-电容式传感器的分类和特点;-电容式传感器的工作原理。
2.电容式传感器的原理和构造(6学时)-电容式传感器的工作原理和应用范围;-常见的电容式传感器类型及其特点;-电容式传感器的结构和工作原理。
3.电容测量电路的设计(8学时)-常见的电容测量电路的设计原理;-电阻-电容(RC)电路的设计和实现;-桥式电阻-电容(RC)电路的设计和实现;-电容式传感器的输出信号处理和放大。
4.电容式传感器的应用(6学时)-温度测量与控制;-液位检测与控制;-压力传感与控制;-人机交互与触控技术。
5.实验操作和应用案例(6学时)-实验操作:电容的测量和计算;-实验操作:电容式传感器的特性测量;-应用案例:温度测量与控制;-应用案例:液位检测与控制。
四、教学评价1.实验报告和作业:根据实验操作和应用案例,学生需提交实验报告和作业,考察其对电容式传感器的理解和应用能力。
2.课堂讨论和展示:鼓励学生在课堂上参与讨论,展示自己对电容式传感器的理解和实验操作的结果。
3.课程项目:以小组形式设计一个电容式传感器的应用项目,要求学生能够设计并实现一个基于电容式传感器的控制系统,考察学生的创新思维和工程实践能力。
五、教材参考1.《传感器技术与应用》(第3版),明山,高等教育出版社。
2.《电容式传感器技术与应用》(第2版),姚文奇,机械工业出版社。
电容位移传感器课程设计

电容位移传感器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电容位移传感器的工作原理,掌握其基本构成和功能。
2. 学生能掌握电容位移传感器的应用范围,了解其在工程测量和自动控制领域的重要性。
3. 学生能描述电容位移传感器在测量过程中的精度和线性度特点。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,进行简单的电容位移传感器电路设计,并完成组装和调试。
2. 学生能通过实验操作,学会使用电容位移传感器进行距离测量,具备实际应用能力。
3. 学生能分析实验数据,评估电容位移传感器的性能,并提出改进措施。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习电容位移传感器,培养对传感器技术的兴趣,提高探索精神和创新意识。
2. 学生在团队协作中进行实验操作,培养沟通与协作能力,增强集体荣誉感。
3. 学生关注电容位移传感器在现实生活中的应用,认识到科技发展对人类生活的积极影响,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为高二年级物理选修课程,旨在让学生了解传感器技术在工程测量中的应用,提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点:高二年级学生对物理知识有一定的基础,具有较强的逻辑思维能力和实验操作能力,对新技术和新设备充满好奇心。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,培养学生在实际应用中发现问题、解决问题的能力。
通过课程学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 电容位移传感器基本原理:讲解电容位移传感器的工作原理,包括电容的基本概念、电容传感器测量位移的原理以及影响测量精度的因素。
教材章节:第五章“传感器”第2节“电容传感器”2. 电容位移传感器的结构及特点:介绍电容位移传感器的结构组成、性能指标(如线性度、灵敏度、分辨率等)及其在测量中的应用优势。
教材章节:第五章“传感器”第2节“电容传感器”3. 电容位移传感器电路设计:讲解电容位移传感器的典型电路设计方法,包括传感器信号放大、滤波和线性化处理等。
电容式传感器教学设计案例

电容式传感器教学设计案例引言电容式传感器是一种常见的传感器,它通过测量电容的变化来检测目标物体的一些特征,如接近程度、湿度、液位等。
由于其在工业自动化和电子应用等领域的广泛应用,电容式传感器成为了教学中不可或缺的重要内容。
本文将以一个电容式传感器的教学设计案例为例,介绍如何有效地在课堂上教授电容式传感器的原理和应用。
一、教学目标本教学设计的主要目标是通过一个具体的案例,使学生掌握电容式传感器的工作原理、电路连接方法以及实际应用。
具体而言,学生应能够:1. 理解电容式传感器的原理及其在实际应用中的作用;2. 掌握电容式传感器的基本电路连接;3. 进行电容式传感器的实验操作,并对实验结果进行分析和解释;4. 进一步拓展思维,探索电容式传感器在其他领域中的应用。
二、教学内容1. 电容式传感器的原理介绍首先,通过讲解电容的概念和计算公式来引出电容式传感器的原理。
然后,详细介绍电容式传感器是如何通过测量电容的变化来实现目标物体特征的检测的,如接近程度、湿度、液位等。
2. 电容式传感器的电路连接方法在此部分,教授学生如何正确地连接电容式传感器至电路中,并讲解不同连接方式的优缺点。
通过实际操作,学生可以更深入地理解电容式传感器的电路连接,并掌握相关的实验技能。
3. 电容式传感器实验设计在实验设计部分,提供一个具体的实验案例,如使用电容式传感器测量液体的液位。
首先,讲解实验的目的和步骤,然后引导学生进行实验操作,并记录实验数据。
通过实验结果的分析和讨论,学生能够理解电容式传感器在该实验中的作用和应用。
4. 实验结果分析与展示学生应根据实验结果进行数据处理和分析。
他们可以使用图表、表格等形式,将实验数据以直观的方式展示出来,并进行结果解释。
此外,还需引导学生进行实验结果的讨论,探究实验中可能存在的误差和改进方法。
5. 拓展应用探索本部分将引导学生思考并探索电容式传感器在其他领域的应用。
可以提供一些案例或问题,如如何使用电容式传感器检测物体的重量、如何利用电容式传感器设计接近开关等,以激发学生的创造力和探索精神。
关于电容传感器项目教学的设计(★)

关于电容传感器项目教学的设计(★)第一篇:关于电容传感器项目教学的设计关于电容传感器项目教学的设计摘要:传感器是一门综合性很强的学科。
掌握运用传感器的相关知识,对于中职学校的学生来说,有着重要的意义。
本文主要介绍了电容传感器项目教学的设计。
通过传感器知识的学习,可以培养学生的创新精神和思维能力,并将其广泛地应用于现代化生产中,促进科技革新和生产力的发展。
关键词:教学设计电容传感器项目教学中等职业教育国家规划教材配套教学用书《传感器及其应用》第四章第二节讲述了电容式传感器的原理及分类。
传感器在测量与控制电路中不可或缺,在现代生产生活中也已被广泛应用。
如何使学生更高效的学习,教学过程的优化设计起着极其关键的作用。
要提高教学效率,教师必须在教学设计上多下工夫。
一、项目教学过程设计1.引入项目水是生命之源。
我国水资源总量位居世界前列,可是人均水资源占有量却很少,再加之人们对水的不重视,水资源浪费、污染的情况日益严重。
所以,教师要让学生运用所学的知识来保护水资源,减少人为浪费。
这样从情感上激励学生,要努力完成这个有意义的项目。
2.明确项目设计电容感应式水龙头。
3.实施项目(1)通过实验了解电容性能,引出电容公式及分类。
实验:将两片方形金属片相互靠近,用万用表的电容挡,测量两者之间的电容量。
随着两金属片的缓慢靠近,电容量从0pF逐渐变大,最大可以达到30pF。
请一名学生,在两金属片之间缓慢地放入塑料薄膜,同时观察万用表。
学生们发现电容量逐渐增大至40pF。
请另一名学生,在保持两金属片相对距离不变的情况下,沿水平方向将其分开,此时万用表显示的电容值逐渐变小。
通过实验,学生们感性地认识到,电容量与两极板间相对的有效面积、介电常数成正比,而与两极板间的相对距离成反比。
根据以上原理,学生们把电容传感器分为三类:变面积式、变极距式、变介电常数式。
(2)分组分类讨论查阅资料,选择变介电常数式电容传感器为设计基础。
①变面积式。
传感器课程设计电容传感器

燕山大学课程设计说明书题目:电容式纸张厚度传感器的设计学院(系):电气工程学院年级专业: 09级仪表一班学号:学生姓名:指导教师:**教师职称:副教授燕山大学课程设计(论文)任务书院(系):基层教学单位:说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
燕山大学课程设计评审意见表摘要第一章绪论。
介绍测厚传感器检测技术的发展概况及本课题研究的背景、目的和研究的主要内容。
第二章电容传感器的结构设计。
从电容传感器的基本工作原理出发,分析其用于测厚方面的优缺点,并结合有限元分析软件及电容精确计算公式对传感器的边缘效应做深入研究,对传感器的结构进行优化设计,研制出具有新型结构的电容传感器。
第三章基于电容传感器的测厚系统电路设计。
对测厚系统的整体设计方案做详细阐述,分析电容传感器的等效电路,估算出合适的工作频率范围,并对检测电路的各组成部分分别进行说明和设计。
第四章虚拟仪器技术在电容测厚系统中的应用。
根据虚拟仪器技术的应用及特点,选用LABVIEW 作为开发平台,在相应的硬件基础之上,完成数据采集,虚拟仪器面板开发及用户应用程序的创建。
第五章实验与结果分析。
通过样机空载及云母纸测厚实验,得到样机各项性能指标,并对测量误差进行分析。
第六章全文总结及展望。
对虚拟电容测厚系统的研制工作进行总结,针对不足提出一些设想。
2 电容传感器的结构设计2.1 电容传感器的工作原理及类型电容传感器是将被测非电量的变化转换成电容量变化的一种传感器。
实际上,它本身(或和被测物)就是一个具有可变参数的电容器。
在大多数场合,电容器由两平行极板以及中间的电介质组成,当不考虑边缘效应时,其电容量为(2-1)式中,C:两极板间的电容(F);ε:真空介电常数,为8.854×10-12(F/m),空气的介电常数与真空近似;ε:极板之间介质的相对介电常数;rs:极板的有效面积(m2);d:两极板间距(m)。
ε发生变化时,电容量C 也就随之改当被测量的变化能使式中d,S 或r变,再通过一定的测量电路将其转化为电压、电流或频率等电信号输出,即可根据输出的电信号判定被测物理量的大小,这也是电容传感器的基本工作原理。
教案项目电容式传感器

教案项目:电容式传感器一、教学目标1. 了解电容式传感器的原理和应用。
2. 掌握电容式传感器的接线方式和基本操作。
3. 能够分析电容式传感器的测量数据并进行误差处理。
二、教学内容1. 电容式传感器概述定义:电容式传感器是一种利用电容变化来检测物体或物质的传感器。
特点:灵敏度高、响应速度快、非接触式测量等。
2. 电容式传感器的工作原理电容的定义和公式:电容是电荷存储的能力,C = Q/V。
电容式传感器的测量原理:通过测量电容的变化来检测物体或物质的变化。
3. 电容式传感器的接线方式和基本操作接线方式:电容式传感器通常有单端式和差分式两种接线方式。
基本操作:如何连接电源、信号输出、接地等。
4. 电容式传感器的测量数据分析和误差处理测量数据分析:如何分析电容式传感器的输出信号,并进行数据处理和显示。
误差处理:常见的误差类型和处理方法,如系统误差、偶然误差、粗大误差等。
三、教学方法1. 讲授法:讲解电容式传感器的原理、接线方式和基本操作。
2. 实践操作法:学生亲自动手进行电容式传感器的接线和操作,并进行测量数据分析和误差处理。
3. 问题解答法:针对学生提出的问题进行解答和讨论。
四、教学准备1. 教具:电容式传感器、示波器、信号发生器等。
2. 教材或讲义:关于电容式传感器的相关知识。
五、教学步骤1. 引入:介绍电容式传感器在工业和科研中的应用,激发学生的兴趣。
2. 讲解电容式传感器的原理和接线方式,并展示示例图片。
3. 学生进行实践操作,接线和操作电容式传感器,并记录测量数据。
4. 学生进行分析数据,识别和处理误差。
5. 学生提出问题,教师进行解答和讨论。
六、教学评估1. 学生自评:学生对自己的学习过程和掌握情况进行评价,包括理解程度、操作技能等。
2. 同伴评价:学生之间互相评价,互相学习,提高彼此的操作技能和解决问题的能力。
3. 教师评价:教师对学生的学习情况进行评价,包括理论知识的掌握和实际操作能力等。
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东北石油大学课程设计课程____________ 传感器课程设计 __________ 题目电容式重量传感器设计院系电气信息工程学院专业班级学生姓名 _________________________________ 学生学号_____________________________指导教师________________________________2012 年6 月251 / 12任务书课程传感器课程设计题目电容式重量传感器应用电路设计专业测控技术与仪器姓名学号 _________________主要内容:电容式重量传感器:设计的传感器根据受压不同,输出信号不同。
本设计要求完成重量传感器的设计,采用电容式设计电路。
电容式称重传感器的原理:电容式称重传感器是把被称物体重量转换为电容容量变化的一种传感器。
通常为差动变间距电容式称重传感器,采用调频电路,实际上就是一个具有可变参数的电容器。
基本要求:1、按照技术要求,设想不同的设计方案并进行比较。
2、利用电容的特性设计出一种称重的应用电路。
3、说明所用传感器的基本工作原理、画出应用电路电路图。
主要参考资料:[1]黄贤武•传感器原理与应用[M].北京:高等教育出版社,2004.38-50.[2]李刚,林凌.现代测控电路[M].北京:高等教育出版社,2004.50-62.[3]孟立凡,郑宾.传感器原理与技术[M].北京:国防工业出版社,2005. 68-83.[4]沙占友.集成传感器应用[M].北京:中国电力出版社,2005.125-144.完成期限2012.6.25—2012629指导教师 __________________________专业负责人 ________________________2012 年 6 月 25 日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,适应性强,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、检测领域。
此文就以电容式重量传感器来研究。
本文介绍了电容式重量传感器的结构,以及其测量电路,分析电容称重传感器的特性和相关参数选取,通过一系列的资料查询所得结果表明该电容式重量传感器具有很好的稳定性、重复性和无滞后性,具有一定的实用价值。
关键词:电容式传感器;称重;差动;放大;一、设计要求及用途 (1)二、方案设计 (1)方案一:电阻应变式称重传感器 (1)方案二:电感式称重传感器 (2)方案三:电容式重量传感器 (2)三、电容式传感器工作原理 (2)四、电路的工作原理 (3)五、单元电路设计、参数计算和器件选择 (3)1、 ......................................................... 单元电路设计 32、 ............................................................. 器件选择 43、 ........................................................... 元器件清单 5六、总结 (6)电容式重量传感器设计、设计要求及用途设计的电容式重量传感器电路,当被称重物差动改变电容的间距而使电容发生变化时,振荡器的振荡频率发生相应变化,在鉴频器上变换为振幅的变化,经放大转换成一个直流的高电平信号输出,在称重仪表显示。
要求设计的传感器具有结构简单,能实现非接触测量,适应性强,体积小,灵敏度高,分辨率高等特点。
重量传感器主要应用在各种电子衡器、工业控制领域、在线控制、安全过载报警、材料试验机等领域。
如电子汽车衡、电子台秤、电子叉车、动态轴重秤、电子吊钩秤、电子计价秤、电子钢材秤、电子轨道衡、料斗秤、配料秤、罐装秤等。
二、方案设计目前称重传感器的敏感元件的类型主要有应变片、电容、电感等。
针对敏感元件的不同可以将称重传感器的设计分为下面三种不同的设计方案:方案一:电阻应变式称重传感器电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理:弹性体(弹性元件,敏感梁)在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在他表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化(增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成了将外力变换为电信号的过程。
公式电阻应变式传感器的优点是精度高,测量范围广寿命长,结构简单,频响特性好,能在恶劣条件下工作,易于实现小型化、整体化和品种多样化等。
它的缺点是对于大应变有较大的非线性、输出信号较弱。
图应变式称重原理框图方案二:电感式称重传感器在电感式压力传感器中,首先用弹性元件将被测压力转换成弹性元件的位移,再用电学的方法将位移转换成自感或互感系数的变化,最后由测量电路转换成与被测压力成正比的电流或电压输出。
电感式压力传感器的工作原理是由于磁性材料和磁导率不同,当压力作用于膜片时,气隙大小发生改变,气隙的改变影响线圈电感的变化,处理电路可以把这个电感的变化转化成相应的信号输出,从而达到测量压力的目的。
该种压力传感器按磁路变化可以分为两种:变磁阻和变磁导。
电感式压力传感器的优点在于灵敏度高、测量范围大;缺点就是不能应用于高频动态环境。
图电感式称重原理框图方案二:电容式重量传感器电容式传感器是按照两块平行极板之间的极距、面积或介质的变化引起相应的电容的变化这一原理来称重的。
电容式称重传感器主要是基于外加载荷改变电容平行极板的间隙来改变电容这一原理上的,在通过测量电路将电容的变化转换成频率量。
电容式称重传感器有着自己独特的优点:能耗低,结构简单,环境适应力强, 电路简单,输出数字信号,简化了二次仪表的开发,体积小,重量轻。
同时也存在着一些缺点,本身工作电容较低,寄生电容有时大于工作电容,抗干扰能力差。
近来科技的发展,使得电容传感器能与放大电路、振荡电路做在一起,减少了干扰和分布电容对之的影响,精度有所提高,使电容器愈来愈受到人们的关注。
感受重量~_收距变化~_彳电容变化~输岀变化图3电容式称重原理框图三、电容式传感器工作原理电容式称重传感器的原理:电容式称重传感器是把被称物体重量转换为电容容量变化的一种传感器。
通常为差动变间距电容式称重传感器,采用调频电路,实际上就是一个具有可变参数的电容器。
当被称重物差动改变电容的间距而使电容发生变化时,振荡器的振荡频率发生相应变化,在鉴频器上变换为电压振幅的变化,经放大转换成一个直流的高电平信号输出,在称重仪表显示。
这时,可以 通过电压的变化测出相应的重量。
四、电路的工作原理电容式称重传感器是把被称物体重量转换为电容容量变化的一种传感器。
通常 为差动变间距电容式称重传感器,采用调频电路,实际上就是一个具有可变参数 的电容器。
若Cx1=Cx2,因两电容上叠加的交流电压值相等但相位相反,贝UU0=0< 若C X 1M Cx2,因两电容上叠加的交流电压值不等相位相反,贝UUO0,即桥路有输 出电压。
当被称重物差动改变电容的间距而使电容量发生变化时, R1前的电压变 化,经过有A1构成的滤波器后,由A2和R3, R4,Rf 构成的运算放大器进行放 大,从而得到一个可用输出信号,根据输出电压的大小,可以计算出电容的变化 量,进而测出所受重量。
五、单元电路设计、参数计算和器件选择 1、单元电路设计图中C X 为电容传感器,差动接法时,若 C X 1=C X 2,因两电容上叠加的交流电图4电容式称重传感器原理图JX- 图5转换电路压值相等但相位相反,则uo=o。
当受到重量作用时,电容的极距会发生变化,从而导致CxlMCx2,因两电容上叠加的交流电压值不等相位相反,贝U UO0,即电路有输出电压。
通过这种方法,可以将受力导致的电容的变化转换成相应的电压量的变化。
(2)滤波电路图6滤波电路电路所示是一个反相输入的一阶低通滤波器,滤波电路尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分,保留其直流成分,使输出电压纹波系数降低,波形变得比较平滑。
(3)运算放大电路图7运算放大电路图中所示的是一个反相的运算放大电路,其作用主要是要将原输出信号进行适当的放大,以便更好的测量。
电路的放大倍数为-Rf/R1 ,选择适当的电阻,即可得到想要的放大倍数。
2、器件选择R1-R4选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。
Rf1和Rf2选用超小型合成碳膜电位器或可变电阻器。
Cxi、Cx2均选用耐压值为I6V的铝电解电容器,C选用高频瓷介电容器或玻璃釉电容器。
变压器和可变电容器Cxi、Cx2构成电容传感器转换电路,将电容的改变值转换为电压值。
R1、R2 Rf1、A1与C构成一阶低通滤波器。
R4 R3 Rf2与A2构成运算放大器。
3、元器件清单表兀器件清单六、总结随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、正确的称量,特别是随着微处理机的出现,产业生产过程自动化程度化的不断进步,称重传感器已成为过程控制中的一种必须的装置,从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制,到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等,都应用了称重传感器,目前,称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。
虽说电容式传感器有些缺点,例如输出具有非线性,寄生电容的影响往往降低传感器的灵敏度等。
但是它的优点更为明显:功率小、阻抗高;静电引力小、动态特性良好;和电阻式传感器相比,电容式传感器本身发热影响小;可进行非接触测量;结构简单,适应性强,可以在温度变化比较大或具有各种辐射的恶劣环境中工作,因此电容式传感器具有很好的应用前景。
在这次设计过程中,我查阅了好多资料,解决电容式测重的设计要求,在将电容的变化量转换为频率变化和频率/电压转换的过程中遇到了很大的困难,自己所学的知识不能解决这个问题,后来通过翻阅相关知识,才解决了这些问题。
虽说这个课程对自己来说有些难度,但是通过它,我提高了自己自学的能力,了解了一些原来没有接触过的知识,收获还是挺大的。
参考文献[1]黄贤武,郑筱霞•传感器原理与应用[M].北京:高等教育出版社,2004.38-50.[2]李刚,林凌.现代测控电路[M].北京:高等教育出版社,2004.50-62.[3]张洪润.传感器技术大全[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.[4]沙占友.集成传感器应用[M].北京:中国电力出版社,2005.25-44.⑸ 张福学.现代实用传感器电路[M].北京:中国计量出版社,1997.115-130.⑹ 张洪润.传感技术与应用教程[M].北京:清华大学出版社,2005.167-190.[7]施文康,余晓芬.检测技术[M].北京:机械工业出版社,2010.210-218 .[8]孟立凡.传感器原理与技术[M].北京:国防工业出版社,2005. 68-83.课程设计成绩评价表。