傳感器教學設備之變面積式電容傳感器特性實驗
傳感器綜合實驗臺,傳感器教學設備,傳感器教學儀器是根據《教育行業(yè)標準》電工實驗室或電類專業(yè)實訓室儀器設備配備標準，是適應不同類別與不同層次的專業(yè)，推出模塊化的實訓設備，
傳感器實驗臺主要用于各大、中專院校開設的自動檢測技術、傳感器原理與技術、非電量電測技術、工業(yè)自動化儀表與控制、機械量電則等課程的實驗需要。
1、實訓臺提供四組直流穩(wěn)壓電源：±5V、±15V；±2V~±10V分五擋輸出，2~24V可調，具有短路保護功能。
2、低頻信號發(fā)生器：1Hz-30Hz輸出連續(xù)可調，Vp-p值10V，最大輸出電流0.5A。
3、音頻信號發(fā)生器：0.4KHz-10KHz輸出連續(xù)可調，輸出電壓范圍：0VP~10VP連續(xù)可調，最大輸出電流：0.5A（有效值0.4KHz）
4、差動放大器：通頻帶0-10KHz，可接成同相、反相、差動結構，增益為1-150倍的直流放大器。
5、數字式電壓表：三位半顯示，量程±2V、±20V，輸入阻抗100KΩ，精度1%。
6、數字式頻率/轉速表：由四只數碼管，2只發(fā)光管組成，輸入阻抗100KΩ，精度1%。
頻率測量范圍1-9999 Hz，轉速測量范圍1-9999Pem。
7、溫度表：0-150℃度，精度1%。
8、高精度溫度控制調節(jié)儀，多種輸入輸出規(guī)格，具有人工智能調節(jié)以參數自整定功能。
9、機械式壓力表：0-40Kpa，精度2%。
三源部分：
1、加熱源：16V交流電源加熱，溫度控制范圍0~150℃。
2、轉動源：0-12V直流電源驅動，轉速可調范圍0~2400/分轉。
3、振動源：振動頻率1Hz-30Hz，共振頻率12Hz左右。
數據采集卡及處理軟件
數據采集工作12位AD轉換、分辨率由1/22048，采樣周期1m-100ms，采樣速度可選擇，即可單次采樣亦能連續(xù)采樣。USB、RS-232接口，與計算機串行工作。提供的處理軟件有良好的計算機界面，可以進行實驗項目選擇與編輯、數據采集、特性曲線的分析、比較、文件存取、打印等。
二、實驗目的
1、了解變面積式電容傳感器的基本結構。
2、掌握變面積式電容及二極管環(huán)形電橋的工作原理。
3、掌握變面積式電容傳感器的調試方法。
三、、實驗所用單元
電容式傳感器、電容式傳感器轉換電路板、差動放大器板、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、位移臺架。
四、實驗原理及電路
1、實驗電路框圖如圖7-1所示。電容的變化通過電容轉換電路轉換成電壓信號，經過差動放大器放大后，用數字電壓表顯示出來。
圖7-1 電容式傳感器實驗電路框圖
2、圖7-1中的電容轉換電路圖如圖7-2所示。圖中的信號發(fā)生器用于產生方波信號。電容轉換由二極管環(huán)形電橋完成，二極管環(huán)電橋工作原理如圖7-3所示。
固定頻率的方波脈沖由A點輸入，在方波的上升沿，C0被充電，充電途徑是VD3→C0；與此同時，Cx1也被充電，其充電途徑是C9→VD5→Cx1。在方波的下降沿，C0和Cx1都放電，C0的放電途徑是C0→VD4→C9；Cx1的放電途徑是Cx1→VD6。由于C9在一個周期內的充電和放電平均電流分別為：IU＝fVPCx1和ID＝fVPC0，式中f是脈沖頻率，VP為方波峰值電壓，因此AB間的平均電流I＝ID－IU＝fVP(C0-Cx1)。從該式中可以看出電容的變化與AB間的電路成正比。
在圖7-2中，增加了L1、L2、C10和R6。L1和L2對高頻方波的阻抗很大，而直流電阻很小，與R6一起形成了A、B間的直流通路，使充放電流的直流分量得以通過。C10用作濾波。這樣在R6兩端就有與電容變化量成正比的直流電壓輸出。
圖7-2 電容轉換電路原理圖
圖7-3 二極管環(huán)形電橋原理圖
五、實驗步驟
1、固定好位移臺架，將電容式傳感器置于位移臺架上，調節(jié)測微器使其指示15mm左右。將測微器裝入位移臺架上部的開口處，再將測微器測桿與電容式傳感器動極旋緊。然后調節(jié)兩個滾花螺母，使電容式傳感器的動極上表面與靜極上表面基本平齊，且靜極能上下輕松滑動，這時將兩個滾花螺母旋緊。
2、差動放大器調零（參見實驗一）。
3、按圖7-2接線，將可變電容Cx1與固定電容C0接到實驗板上，位移臺架的接地孔與轉換電路板的地線相連。
4、接通電源，調節(jié)測微器使輸出電壓UO接近零，然后上移或下移測微器1mm，調節(jié)差動放大器增益，使輸出電壓的值為200～400mV左右，再回調測微器，使輸出電壓為0mV，并以此為系統(tǒng)零位，分別上旋和下旋測微器，每次0.5mm，上下各2.5mm，將位移量X與對應的輸出電壓UO記入下表中。
六、實驗報告
1、根據表7-1，畫出輸入/輸出特性曲線
，并且計算靈敏度和非線性誤差。
2、本實驗的靈敏度和線性度取決于哪些因素？
品牌理念 
標準流程 
有效溝通
專業(yè)管理
客戶視圖
優(yōu)秀團隊
品質保證
無憂售后 