第05章传感器优秀PPT.ppt

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1、第第05章传感器章传感器现在学习的是第1页，共61页优点：优点：高阻抗，小功率。高阻抗，小功率。灵敏度高，具有较高的信噪比和系统稳定性。灵敏度高，具有较高的信噪比和系统稳定性。良好的动态特性。良好的动态特性。结构简单，适应性强。结构简单，适应性强。可进行非接触测量。可进行非接触测量。本身发热影响小。本身发热影响小。缺点：缺点：变间隙电容传感器非线性较严重。变间隙电容传感器非线性较严重。输出阻抗很高。输出阻抗很高。寄生电容大。寄生电容大。现在学习的是第2页，共61页应用：应用：传统电容式传感器主要用于位移、振动、角度、传统电容式传感器主要用于位移、振动、角度、加速度等机械量精密测量。现逐渐应用于

2、压力、加速度等机械量精密测量。现逐渐应用于压力、压差、液面、成份含量等方面的测量。压差、液面、成份含量等方面的测量。现在学习的是第3页，共61页电容式接近开关电容式接近开关电容式指纹传感器电容式指纹传感器电容式变送器电容式变送器差压传感器各种电容式传感器各种电容式传感器现在学习的是第4页，共61页电容式传感器典型应用电容式传感器典型应用硅微电容式传感器硅微电容式传感器测量管道液位高度测量管道液位高度现在学习的是第5页，共61页5.1 5.1 电容式传感器的工作原理电容式传感器的工作原理在忽略在忽略边缘效应时，平板电边缘效应时，平板电容器的电容为容器的电容为 1 1 平板电容器平板电容器现在学习

3、的是第6页，共61页2 2 同轴圆柱型电容器同轴圆柱型电容器图图5-2 5-2 同轴圆柱型电容器同轴圆柱型电容器L-L-圆柱电容器高度圆柱电容器高度R-R-外圆柱半径外圆柱半径r-r-内圆柱半径内圆柱半径r r-两圆柱极板间的介电常数两圆柱极板间的介电常数现在学习的是第7页，共61页边缘效应边缘效应：1）边缘效应产生的原因）边缘效应产生的原因2）产生的后果）产生的后果:边缘效应将使电容量增大，灵敏度降低。边缘效应将使电容量增大，灵敏度降低。+-图图5-3 5-3 边缘效应边缘效应 现在学习的是第8页，共61页3）消除边缘效应的方法）消除边缘效应的方法增大初始电容量，即可适当增大极板面积、增大初

4、始电容量，即可适当增大极板面积、减小极板间距。减小极板间距。采用等位环的方法。采用等位环的方法。图图5-4 5-4 消除边缘效应消除边缘效应现在学习的是第9页，共61页 d 距离，称变极距型传感器距离，称变极距型传感器 S S 面积，称变面积型传感器面积，称变面积型传感器 介质，称变介质型传感器介质，称变介质型传感器变极距型传感器变极距型传感器按电容器参数变化特性分类按电容器参数变化特性分类电容器电容器 C 可以通过改变可以通过改变 5.2 5.2 电容式传感器的结构类型及主要特性电容式传感器的结构类型及主要特性现在学习的是第10页，共61页变面积型传感器变面积型传感器现在学习的是第11页，共

5、61页变介质型传感器变介质型传感器现在学习的是第12页，共61页5.2.1 5.2.1 变极距型平板电容式传感器变极距型平板电容式传感器设动极板未移动时极板间距为设动极板未移动时极板间距为d d0,0,初始电容量为：初始电容量为：（5.2.1）现在学习的是第13页，共61页极板极板2 2上移上移d d：电容的相对变化量为：电容的相对变化量为：（5.2.2）（5.2.3）现在学习的是第14页，共61页略去非线性项，得：略去非线性项，得：所以变极距型电容传感器在设计时要考虑满足所以变极距型电容传感器在设计时要考虑满足dddd0 0的条的条件。且一般件。且一般dd只能在极小的范围内变化。只能在极小的

6、范围内变化。一般取一般取 d/d=0.020.1d/d=0.020.1。级数展开级数展开（5.2.4）（5.2.5）现在学习的是第15页，共61页非线性误差与非线性误差与非线性误差与非线性误差与d/dd/dd/dd/d0 0有关。其表达有关。其表达有关。其表达有关。其表达式为：式为：式为：式为：式（式（5.2.4）略去二次方以上各项，得）略去二次方以上各项，得（5.2.6）图图5-5 5-5 变间隙式传感器的非线性变间隙式传感器的非线性现在学习的是第16页，共61页传感器的灵敏度为：传感器的灵敏度为：（5.2.7）说明说明:1 1）灵敏度）灵敏度K K与极距与极距d d0 0的平方成反比。的平

7、方成反比。2)2)为了提高灵敏度，减小非线性，常采用差动电容式传为了提高灵敏度，减小非线性，常采用差动电容式传感器感器.现在学习的是第17页，共61页d d0 0越小，灵敏度越高。越小，灵敏度越高。d d0 0过小，容易引起电容击穿或短路。过小，容易引起电容击穿或短路。采取的措施：可在极板间放置云母片或其它介电常数采取的措施：可在极板间放置云母片或其它介电常数高的材料。高的材料。图图5-6 5-6 极板间放置云母片极板间放置云母片现在学习的是第18页，共61页图图5-7 5-7 差动电容式传感器差动电容式传感器差动电容式传感器差动电容式传感器现在学习的是第19页，共61页动极板上移动极板上移动

8、极板上移动极板上移 d d时：时：时：时：初始位置时，初始位置时，（5.2.9）（5.2.8）现在学习的是第20页，共61页（5.2.10）（5.2.11）（5.2.12）现在学习的是第21页，共61页提高一倍提高一倍减小减小略去高次项：略去高次项：电容量的相对变化为电容量的相对变化为 ：非线性误差为：非线性误差为：灵敏度：灵敏度：灵敏度：灵敏度：（5.2.15）（5.2.14）（5.2.13）（5.2.16）现在学习的是第22页，共61页板状线位移变面积型板状线位移变面积型 当动极板沿箭头所示的方向移动当动极板沿箭头所示的方向移动x时，其电容量为时，其电容量为 传感器的灵敏度为传感器的灵敏度

9、为图图5-8 5-8 变面积式板状线位移变面积式板状线位移5.2.2 5.2.2 变面积型电容传感器变面积型电容传感器现在学习的是第23页，共61页说明说明:1.1.传感器的输出呈线性传感器的输出呈线性;2.2.增大增大b b减小减小d d0 0，可提高灵敏度，但是，可提高灵敏度，但是b b值的增大受结构值的增大受结构的限制。而的限制。而d d值也不可能太小，否则有可能引起电容的值也不可能太小，否则有可能引起电容的击穿或短路击穿或短路，同时加工难度加大，同时加工难度加大;3.3.l l不能太小，否则边缘效应影响增大，引起非线性。不能太小，否则边缘效应影响增大，引起非线性。现在学习的是第24页，

10、共61页初始电容初始电容C C0 0为：为：当内筒上移当内筒上移x x时，内外筒间的时，内外筒间的电容电容C C1 1为：为：D1D0Lx与与x成线性关系成线性关系同心圆筒形线位移电容式传感器同心圆筒形线位移电容式传感器图图5-9 5-9 变面积式筒状线位移变面积式筒状线位移现在学习的是第25页，共61页变面积型角位移变面积型角位移图图5-10 5-10 变面积式角位移变面积式角位移现在学习的是第26页，共61页定片定片动片动片角位移式角位移式现在学习的是第27页，共61页(a)(a)厚度传感器厚度传感器x5.2.3 5.2.3 变介电常数型电容传感器变介电常数型电容传感器 (a)(a)(a)

11、(a)单组平板形单组平板形单组平板形单组平板形厚度厚度厚度厚度传感器传感器传感器传感器 图图5-11 5-11 变介电常数型厚度传感器变介电常数型厚度传感器CC1C2C3设固定极板长度为设固定极板长度为a a、宽度为、宽度为b b、两极板间的距离为、两极板间的距离为d d；被测；被测物的厚度和它的介电常数分别为物的厚度和它的介电常数分别为x x和和rr (b)等效电路等效电路现在学习的是第28页，共61页x若介质一定，可测厚度；若介质厚度不变时，可测介电常数，若介质一定，可测厚度；若介质厚度不变时，可测介电常数，如用于含水量检测、成分含量检测等。如用于含水量检测、成分含量检测等。现在学习的是第

12、29页，共61页C CC C2 2C C1 1(b(b）圆筒式液位传感器）圆筒式液位传感器 首先首先首先首先 图图5-12 5-12 液位传感器液位传感器2 2r r2 22 2r r1 1h hh hx x现在学习的是第30页，共61页与被测液位与被测液位与被测液位与被测液位h h h hx x x x成线性关系。成线性关系。成线性关系。成线性关系。图图5-12 5-12 液位传感器液位传感器2 2r r2 22 2r r1 1h hh hx x现在学习的是第31页，共61页5.3.1 5.3.1 电容式传感器的等效电路电容式传感器的等效电路 图图5-13 5-13 电容式传感器的等效电路电

13、容式传感器的等效电路传感器等效电路包括：传感器等效电路包括：传输线的电感传输线的电感L L、电阻、电阻RsRs（小）；（小）；传感器电容传感器电容C C ，极板等效漏电阻，极板等效漏电阻RpRp；A A、B B两端分布电容两端分布电容CpCp。5.3 5.3 电容式传感器的测量电路电容式传感器的测量电路 现在学习的是第32页，共61页1.1.阻容电桥阻容电桥5.3.2 5.3.2 电桥电路电桥电路 图图 5-14 5-14 阻容电桥电路原理阻容电桥电路原理现在学习的是第33页，共61页2.变压器电桥变压器电桥图图 5-15 5-15 变压器电桥电路原理变压器电桥电路原理现在学习的是第34页，共

14、61页将阻抗表达式代入上式得将阻抗表达式代入上式得 当动极板移动当动极板移动d时，时，则有则有 电桥的输出电压为电桥的输出电压为:现在学习的是第35页，共61页二、调频二、调频测量电路测量电路 电容式传感元件作电容式传感元件作为为LCLC振荡器谐振回路的一振荡器谐振回路的一部分，当电容传感器工作部分，当电容传感器工作时，电容时，电容C CX X发生变化，使发生变化，使振荡器的频率振荡器的频率f f发生相应发生相应的变化。调频振荡器的的变化。调频振荡器的频率为频率为:现在学习的是第36页，共61页5.3.3 5.3.3 差动脉宽调制电路差动脉宽调制电路图图5-16 差动脉冲调宽电路差动脉冲调宽电

15、路现在学习的是第37页，共61页t t t tu u u uA A A A0 0 0 0U UU U1 1 1 1u u u uB BB B0 0 0 0U UU U1 1 1 1t t t tu u u uABABABABU UU U1 1 1 1-U-U-U-U1 1 1 10 0 0 0t t t tU UU UMMMMU UU Ur r r r0 0 0 0T T T T1 1 1 1t t t t0 0 0 0t t t tU UU UN NN NU UU Ur r r rT T T T2 2 2 2u u u uABABABAB-U-U-U-U1 1 1 1U UU U1 1 1

16、10 0 0 0t t t t0 0 0 0t t t tU UU UN NN NU UU Ur r r rT T T T2 2 2 20 0 0 0t t t tu u u uB BB BU UU U1 1 1 1U UU UMMMMU UU Ur r r rT T T T1 1 1 10 0 0 0t t t t差差动动脉脉冲冲调调宽宽电电路路各各点点电电压压波波形形图图0 0 0 0t t t tu u u uA A A AU UU U1 1 1 1现在学习的是第38页，共61页根据电路知识可知：根据电路知识可知：U UA A、U UB BA A点和点和B B点的矩形脉冲的直流分量；点的

17、矩形脉冲的直流分量；T T1 1、T T2 2 分别为分别为C C1 1和和C C2 2的充电时间；的充电时间；U U1 1触发器输出的高电位。触发器输出的高电位。C C1 1、C C2 2的充电时间的充电时间T T1 1、T T2 2为：为：现在学习的是第39页，共61页A A、B B两点间的电压经低通滤波器滤波后获得，等于两点间的电压经低通滤波器滤波后获得，等于A A、B B两两点电压平均值点电压平均值U UA A与与U UB B之差，之差，设设R R1 1R R2 2R R，则，则 说说明明差差动动脉脉冲冲调调制制电电路路输输出出的的直直流流电电压压与与传传感感器器两两电电容容差差值值成

18、成正比。正比。现在学习的是第40页，共61页对于差动式变极距型电容传感器：对于差动式变极距型电容传感器：对于差动式变面积型电容传感器来说，设电容器初始有对于差动式变面积型电容传感器来说，设电容器初始有效面积为效面积为S S0 0，变化量为，变化量为S S，则滤波器输出为：，则滤波器输出为：现在学习的是第41页，共61页结论：结论：差动脉冲调宽电路能适用于任何差动式电容传感器，并具差动脉冲调宽电路能适用于任何差动式电容传感器，并具有理论上的线性特性。有理论上的线性特性。该电路采用直流电源，电压稳定度高，不存在稳频、波该电路采用直流电源，电压稳定度高，不存在稳频、波形纯度的要求，也不需要相敏检波与

19、解调等；形纯度的要求，也不需要相敏检波与解调等；经低通滤波器可输出较大的直流电压，对输出矩形波的纯经低通滤波器可输出较大的直流电压，对输出矩形波的纯度要求也不高。度要求也不高。现在学习的是第42页，共61页5.3.4 5.3.4 运算放大器式电路运算放大器式电路 1）优点：改善单个变极距型电容式传感器特性的非线性）优点：改善单个变极距型电容式传感器特性的非线性关系关系 2）原理：如图所示）原理：如图所示图图5-17 运算放大器式电路运算放大器式电路现在学习的是第43页，共61页电路假设条件：电路假设条件：（1）运算放大器增益非常高，输入电压若不使放大器饱和）运算放大器增益非常高，输入电压若不使

20、放大器饱和。“虚地虚地”（2）放大器的输入阻抗很高）放大器的输入阻抗很高。-=xixxiiIICjIUCjIU&ww00 00 xiCCUU&-=现在学习的是第44页，共61页（3 3）注意）注意输出输出UscUsc与动极片位移与动极片位移d d成线性关系是在运算放大器的放大成线性关系是在运算放大器的放大倍数和输入阻抗无限大的条件下得出的，实际上该测量电路倍数和输入阻抗无限大的条件下得出的，实际上该测量电路仍然存在一定的非线性。仍然存在一定的非线性。UscUsc与电源电压与电源电压UiUi、固定电容、固定电容C0C0及电容式传感器的及电容式传感器的、A A等有关，任何这些参数的波动都将使输出特

21、性产生误差，等有关，任何这些参数的波动都将使输出特性产生误差，因此固定电容因此固定电容C0C0必须稳定，且需要高精度的交流稳压源。必须稳定，且需要高精度的交流稳压源。由于电容传感器的电容小，容抗很高，故传感器与放大器由于电容传感器的电容小，容抗很高，故传感器与放大器之间的联结，需要有屏蔽措施。之间的联结，需要有屏蔽措施。不适用于差动式电容传感器的测量。不适用于差动式电容传感器的测量。现在学习的是第45页，共61页5.4.1 5.4.1 温度变化对结构稳定性的影响温度变化对结构稳定性的影响1.1.温度变化引起传感器特性结构变化温度变化引起传感器特性结构变化引起电容式传感器各组成零件尺寸改变，与组

22、成零件的几何尺寸及零件材料引起电容式传感器各组成零件尺寸改变，与组成零件的几何尺寸及零件材料的线膨胀系数有关。的线膨胀系数有关。补偿：补偿：在结构设计中应尽量减少热膨胀尺寸链的组成环节数目及其尺寸；在结构设计中应尽量减少热膨胀尺寸链的组成环节数目及其尺寸；选用膨胀系数小，几何尺寸稳定的材料。选用膨胀系数小，几何尺寸稳定的材料。采用差动对称结构并在测量线路中对温度误差加以补偿。采用差动对称结构并在测量线路中对温度误差加以补偿。2.2.温度变化引起介质介电常数的变化。温度变化引起介质介电常数的变化。5.45.4电容式传感器的结构及抗干扰问题电容式传感器的结构及抗干扰问题现在学习的是第46页，共61

23、页寄生电容寄生电容分布电容分布电容：电容极板与周围物体（元器件、人体等）：电容极板与周围物体（元器件、人体等）之间产生的一个电容。之间产生的一个电容。：电容引线与大地之间的电容。：电容引线与大地之间的电容。消除克服方法消除克服方法 ：1 1）静电屏蔽（消除寄生电容）：传感器放入金属壳体内；）静电屏蔽（消除寄生电容）：传感器放入金属壳体内；2 2）引线采用屏蔽线且屏蔽线外层良好接地；）引线采用屏蔽线且屏蔽线外层良好接地；3 3）采用）采用驱动电缆技术。驱动电缆技术。5.4.2 5.4.2 寄生电容寄生电容现在学习的是第47页，共61页图图图图5-18 5-18 5-18 5-18 球型差压传感器

24、球型差压传感器球型差压传感器球型差压传感器差动型差动型差动型差动型凸玻璃圆片凸玻璃圆片弹性膜片弹性膜片(动电极动电极)固定电极固定电极固定电极固定电极P P例例例例1 1 1 1 电容式压差传感器电容式压差传感器P P弹性膜片弹性膜片(动电极动电极)固定电极固定电极固定电极固定电极图图5-19 5-19 平面型压力传感器平面型压力传感器平面型压力传感器平面型压力传感器单只变间隙型单只变间隙型单只变间隙型单只变间隙型5.55.5 电容式传感器的应用电容式传感器的应用现在学习的是第48页，共61页hmaxd0CACLCHC0PHPLCACLCHC0C0CA等效电路等效电路等效电路等效电路现在学习的

25、是第49页，共61页例例2 2 电容式称重传感器电容式称重传感器图图5-20 电容式称重传感器电容式称重传感器电容式称重传感器的结构形式很多，基本原理都是利用弹性电容式称重传感器的结构形式很多，基本原理都是利用弹性敏感元件受压后变形，引起电容随外加重量的变化而变化。敏感元件受压后变形，引起电容随外加重量的变化而变化。称重时，弹性元件受力变形，使称重时，弹性元件受力变形，使动极板发生位移，导致传感器电动极板发生位移，导致传感器电容量变化。配接调频式电路，就容量变化。配接调频式电路，就会引起振荡器的振荡频率变化，会引起振荡器的振荡频率变化，频率信号经计数、编码，传输到频率信号经计数、编码，传输到显

26、示部分。显示部分。绝缘材料绝缘材料绝缘材料绝缘材料定极板定极板定极板定极板动极板动极板动极板动极板极板支架极板支架极板支架极板支架弹性体弹性体弹性体弹性体现在学习的是第50页，共61页图图5-21 电容式称重传感器电容式称重传感器F在弹性钢体上高度相同处打一排孔，在孔内形成一排平行的在弹性钢体上高度相同处打一排孔，在孔内形成一排平行的平板电容，当称重时，钢体上端面受力，圆孔变形，每个孔平板电容，当称重时，钢体上端面受力，圆孔变形，每个孔中的电容极板间隙变小，其电容相应增大。由于在电路上各中的电容极板间隙变小，其电容相应增大。由于在电路上各电容是并联的，因而输出反电容是并联的，因而输出反映的结果

27、是平均作用力的变映的结果是平均作用力的变化，测量误差大大减小（误化，测量误差大大减小（误差平均效应）差平均效应）现在学习的是第51页，共61页图图5-225-22 电容式加速度传感器电容式加速度传感器弹簧片弹簧片定极板定极板2 2质量块（动极板）质量块（动极板）定极板定极板1 1绝缘体绝缘体aC1C2m例例3 3 电容式加速度传感器电容式加速度传感器现在学习的是第52页，共61页例例4 4 电容测厚传感器在板材轧制装置中的应用电容测厚传感器在板材轧制装置中的应用图图5-235-23 电容式传感器测钢板厚度电容式传感器测钢板厚度现在学习的是第53页，共61页图图5-24 5-24 电容式料位计电

28、容式料位计1-1-金属电容；金属电容；2-2-测量电极；测量电极；3-3-辅助电极；辅助电极；4-4-绝缘套绝缘套例例例例5 5 电容式料位计电容式料位计电容式料位计电容式料位计电容式料位计不仅能测不同电容式料位计不仅能测不同性质的液体，而且还能测量性质的液体，而且还能测量不同性质如块状、颗粒状、不同性质如块状、颗粒状、粉状、导电性、非导电性的粉状、导电性、非导电性的物料。但因固体摩擦力大，物料。但因固体摩擦力大，容易容易“滞留滞留”，产生虚假料位，产生虚假料位，因此一般不使用双层电极，而因此一般不使用双层电极，而是只用一根电极棒。是只用一根电极棒。现在学习的是第54页，共61页 电容式料位计

29、在测量时，物料的温度、湿度、密度变化电容式料位计在测量时，物料的温度、湿度、密度变化或掺有杂质时，会引起介电常数变化，产生测量误差。或掺有杂质时，会引起介电常数变化，产生测量误差。为了消除这一介质因素引起的测量误差，一般将一根辅为了消除这一介质因素引起的测量误差，一般将一根辅助电极始终埋入被测物料中。辅助电极与测量电极助电极始终埋入被测物料中。辅助电极与测量电极(也也称主电极称主电极)可以同轴，也可以不同轴。设辅助电极长可以同轴，也可以不同轴。设辅助电极长L0L0，它相对于料位为零时的电容变化量为，它相对于料位为零时的电容变化量为 ：现在学习的是第55页，共61页主电极的电容变化量为主电极的电

30、容变化量为主电极的电容变化量为主电极的电容变化量为C Cx x x x ，则有：，则有：，则有：，则有：由于由于L L0 0是常数，因此料位变化仅与两个电容变化量之比有是常数，因此料位变化仅与两个电容变化量之比有关，而介质因素波动所引起的电容变化对主电极与辅助电关，而介质因素波动所引起的电容变化对主电极与辅助电极是相同的，相比时被抵消掉，从而起到误差补偿作用。极是相同的，相比时被抵消掉，从而起到误差补偿作用。现在学习的是第56页，共61页小结掌握电容式传感器的工作原理和结构类型；掌握电容式传感器的工作原理和结构类型；学会分析差动式电容式传感器的灵敏度，非线性误差学会分析差动式电容式传感器的灵敏

31、度，非线性误差学会分析差动式电容式传感器的灵敏度，非线性误差学会分析差动式电容式传感器的灵敏度，非线性误差的特点；的特点；的特点；的特点；掌握电容式传感器的常用测量电路；掌握电容式传感器的常用测量电路；了解电容式传感器测量误差产生的原因及减小或消除方了解电容式传感器测量误差产生的原因及减小或消除方了解电容式传感器测量误差产生的原因及减小或消除方了解电容式传感器测量误差产生的原因及减小或消除方法。法。法。法。现在学习的是第57页，共61页思考题思考题1 1、变间距（、变间距（d d）型平板电容传感器，当）型平板电容传感器，当d0=1mmd0=1mm时，若要求时，若要求测量线性度为测量线性度为0.

32、1%0.1%，求允许间距测量的最大变化量是多，求允许间距测量的最大变化量是多少？少？2 2、为什么高频工作时的电容式传感器其连接电缆不能任意、为什么高频工作时的电容式传感器其连接电缆不能任意变化？变化？3 3、一电容测微仪、一电容测微仪,其传感器的圆形极板半径其传感器的圆形极板半径r r=4mm=4mm，工作初，工作初始间隙始间隙 =0.3 mm=0.3 mm，问：，问：（1 1）工作时，如果传感器与工作的间隙变化量）工作时，如果传感器与工作的间隙变化量 =2m=2m 时，电容变化量是多少？时，电容变化量是多少？（2 2）如果测量电路的灵敏度）如果测量电路的灵敏度S S1=100 mV/pF1

33、=100 mV/pF，读数仪表的，读数仪表的灵敏度灵敏度S S2=5 2=5 格格/mV/mV，在，在 =2 m=2 m 时，读数仪表的指时，读数仪表的指示值变化多少格？示值变化多少格？现在学习的是第58页，共61页作作 业业5-15-1根据电容传感器的工作原理说明它的分类，电容传根据电容传感器的工作原理说明它的分类，电容传感器能够测量哪些物理参量？感器能够测量哪些物理参量？5-2 5-2 如何改善单极式变极距型电容式传感器的非线性？如何改善单极式变极距型电容式传感器的非线性？5-5-3 3 当差动式极距变化型的电容式传感器动极板相对于定当差动式极距变化型的电容式传感器动极板相对于定极板位移了

34、极板位移了d=0.75mmd=0.75mm时，若初始电容量时，若初始电容量C1=C2=80pFC1=C2=80pF，初始距离初始距离d=4mmd=4mm，试计算其非线性误差。若将差动电容改，试计算其非线性误差。若将差动电容改为单平板电容，初始值不变，其非线性误差有多大？为单平板电容，初始值不变，其非线性误差有多大？现在学习的是第59页，共61页5-4 有一个以空气为介质的极板电容式传感器，其中一块极板有一个以空气为介质的极板电容式传感器，其中一块极板在原始位置上平移了在原始位置上平移了15mm后，与另一极板之间的有效重后，与另一极板之间的有效重叠面积为叠面积为20mm2，两极板间距为，两极板间

35、距为1mm，已知空气相对介，已知空气相对介电常数电常数 r=1，真空时的介电常数，真空时的介电常数0=8.85410-12 F/m，求，求该传感器的位移灵敏度该传感器的位移灵敏度K=？现在学习的是第60页，共61页5-5 试推导变间隙式差动电容传感元件接入变压器式电桥后试推导变间隙式差动电容传感元件接入变压器式电桥后的输出特性表达式。线路见题的输出特性表达式。线路见题5-5图所示，图所示，C1和和C2为变间隙为变间隙式差动电容传感元件。平衡时，式差动电容传感元件。平衡时，C1、C2极板间隙均为极板间隙均为0，设设E1=2E2=2E3，负载，负载Zf=。图图5-55-5现在学习的是第61页，共61页