实验：电容式传感器

实验：电容式传感器
一、实验目的：
1．掌握电容式传感器的工作原理。
2．熟悉试验台上电容传感器的位置和调节方法。
3．掌握电容式传感器的测量电路的构成和原理。
二、实验原理：
电容式传感器有多种形式，本仪器中是差动平行变面积式。传感器由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置，与两组静片之间的相对面积发生变化，极间电容也发生相应变化，成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为CX1，下层定片与动片形成的电容定为CX2，当将CX1和CX2接入双T型桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移有关。
三、实验所需部件：
电容传感器、电容变换器（或电容放大器）、差动放大器、低通滤波器、电压表、测微头。
四、实验步骤：
1．差动放大器调零。按图6接线，电容变换器和差动放大器的增益适度。

电容式传感器实验电路图

2．装上测微头，带动振动台位移，使电容动片位于两静片中间，此时差动放大器输出应为零。
3．以此为起点，向上和向下位移电容动片，每次0.5mm，直至动片与一组静片全部重合为止。记录数据，分别填入表1、表2中。
表1 测微头上升过程测试结果

根据表中所测数据计算灵敏度S，S＝△V／△X，并在同一坐标图上做出V－X关系曲线。
五、注意事项：
1．实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的接插线，以避免引入干扰。
2．接插线插入插孔，以保证接触良好，切忌用力拉扯接插线尾部，以免造成线内导线断裂。
3．稳压电源不要对地短路。所有单元电路的地均须与电源地相连。
4．电容动片与两定片之间的片间距离须相等，必要时可稍做调整。位移或振动时均应避免擦片现象，否则会造成输出信号突变。
5．如果差动放大器输出跳动幅度或者输出幅值较大，请将电容变换器增益进一步减小。
六、思考：
在测量数据时，测微头向上和向下移动时，电路的输出有何不同？输入输出关系曲线是否重合？为什么？