1、湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日本章的主要內容有本章的主要內容有:1.電容式傳感器的結構原理電容式傳感器的結構原理;2.電容式傳感器的主要測量電路電容式傳感器的主要測量電路;3.電容式傳感器的結構類型電容式傳感器的結構類型;4.電容式傳感器的典型應用電容式傳感器的典型應用; 通過學習要求掌握電容式傳感器的正確選用通過學習要求掌握電容式傳感器的正確選用方法。方法。湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感

2、器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日回顧：回顧：電阻式傳感器電阻式傳感器1 1）按工作的原理可分）按工作的原理可分2）按制作方式分）按制作方式分電阻應變式傳感器電阻應變式傳感器-應變片應變片: :是把被測量轉換為電阻變化的一種傳感器。是把被測量轉換為電阻變化的一種傳感器。 基于金屬導體的應變效應，即金屬導體在外力作用下發生機械變形時，其電阻值隨著所受機械變形(伸長或縮短)的變化而發生變化象。湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日金屬絲

3、應變片：金屬絲應變片：對金屬材料，導電率不變：)21(RdRdRdR2半導體應變計半導體應變計dRdR湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日應變片測量電路應變片測量電路VER1R2R3R4ERRRRRRRRV)(32413142湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日1 1、變換原理、變換原理: :將被測量的變化轉化為電容量變化湖州職業技術

4、學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日+ A AC0、A A或或發生變化時，發生變化時，都會引起電容的變化。都會引起電容的變化。湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日axCxdbCCC00dbxCK湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）202

5、2年4月26日)1()1(0CdAC角位移型角位移型+角位移角位移湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日（3 3）園柱型電容傳感器）園柱型電容傳感器AC0湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日dAC22011dxdxCxdAC湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（

6、第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日1122dx)1 (0dxCC湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日AC0湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日振蕩電

7、路振蕩電路感應電極感應電極被測物體被測物體2）應用舉例）應用舉例1：電容式接近開關電容式接近開關測量頭構成電容器的一個極板，另一個極板是物體本身，測量頭構成電容器的一個極板，另一個極板是物體本身，當物體移向接近開關時，物體和接近開關的當物體移向接近開關時，物體和接近開關的介電常數介電常數發發生變化，使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化生變化，使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化. .由此便由此便可控制開關的接通和關斷可控制開關的接通和關斷; ;接近開關的檢測物體，接近開關的檢測物體，并不限于金屬導體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體。并不限于金屬導體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體。湖州職業

8、技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日圖3.2.1 雙T電橋電路C1C2R2R1RLu湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日x0i0CCuudACxdACuu0i0湖州職業技術學院

9、機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日121210uCCC-Cu湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日LC21f)CCL(C21fc010湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇

10、州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版

11、）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇

12、州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖

13、州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日+ A AC0、A A或或發生變化時，發生變化時，都會引起電容的變化。都會引起電容的變化。湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日dAC2

14、2011dxdxCxdAC湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日二、電容式接近開關二、電容式接近開關1、原理框圖、原理框圖 湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日振蕩電振蕩電路路感應電極感應電極被測物體被測物體2、電容式接近開關電容式接近開關 測量頭構成電容器的一個極板，另一個極板是物體本身，測量頭構成電容器的一個極板，另一個極板是物體本

15、身，當物體移向接近開關時，物體和接近開關的當物體移向接近開關時，物體和接近開關的介電常數介電常數發生變化，發生變化，使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化. .由此便由此便可控制可控制開關的接通和關斷開關的接通和關斷; ;接近開關的檢測物體，并不限于金屬導體，接近開關的檢測物體，并不限于金屬導體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體。也可以是絕緣的液體或粉狀物體。湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日3、實物圖、實物圖湖州職業技術學

16、院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日4、電路原理、電路原理 湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日5、注意事項、注意事項1）C4093為為CMOS集成電路，很容易被電烙鐵集成電路，很容易被電烙鐵所帶的靜電擊穿，所以在制作時，最好先焊一個所帶的靜電擊穿，所以在制作時，最好先焊一個集成電路插座，待電路經檢查無誤后再把集成電路插座，待電路經檢查無誤后再把C

17、D4093插入插座。插入插座。2）電容）電容C4是靈敏度調節電容，若需要該電路以是靈敏度調節電容，若需要該電路以最大靈敏度工作時，可以先調節最大靈敏度工作時，可以先調節C4使繼電器剛好使繼電器剛好吸合，再調節吸合，再調節C4使繼電器剛好斷開，然后用高頻使繼電器剛好斷開，然后用高頻蠟或絕緣漆把蠟或絕緣漆把C4封牢即可。封牢即可。 湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器

18、與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日電容式轉速傳感器電容式轉速傳感器 當齒輪轉動時，電容量當齒輪轉動時，電容量發生周期性變化，通過測發生周期性變化，通過測量電路轉換為脈沖信號，量電路轉換為脈沖信號，則頻率計顯示的頻率代表則頻率計顯示的頻率代表轉速大小。設齒數為轉速大小。設齒數為z,頻頻率為率為f,則轉速為則轉速為: (4.湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工

19、業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日3 3、電容式測厚儀、電容式測厚儀: : 測量金屬帶材在軋制過程中厚度，測量金屬帶材在軋制過程中厚度，C1C1、C2C2工作工作極板與帶材之間形成兩個電容，極板與帶材之間形成兩個電容， 其總電容為其總電容為C= C= C1+C2 C1+C2 。當金屬帶材在軋制中厚度發生變化時，將。當金屬帶材在軋制中厚度發生變化時，將引起電容量的變化。引起電容量的變化。通過檢測電路可以通過檢測電路可以反映這個變化，并轉換反映這個變化，并轉換和顯示出帶材的厚度。和顯示出帶材的厚度。 湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機

20、電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術

21、（第二版）2022年4月26日四、知識拓展四、知識拓展電容式觸摸傳感器電容式觸摸傳感器 電容式觸摸傳感器基本上可以分成三類：電場電容式觸摸傳感器基本上可以分成三類：電場傳感器、基于弛張振蕩器的傳感器以及電荷轉移傳感器、基于弛張振蕩器的傳感器以及電荷轉移（QT）器件。）器件。 電場傳感器通常會產生數百電場傳感器通常會產生數百kHz的正弦波，然的正弦波，然后將這個信號加在電容一個極板的導電盤上，并檢后將這個信號加在電容一個極板的導電盤上，并檢測另外一個導電盤上的信號電平。當用戶的手機或測另外一個導電盤上的信號電平。當用戶的手機或另外的導體對象接觸到兩個盤的時候，接收器上的另外的導體對象接觸到兩個盤

22、的時候，接收器上的信號電平將改變。通過解調和濾波極板上的信號，信號電平將改變。通過解調和濾波極板上的信號，可能獲得一個直流電壓，這個電壓隨電容的改變而可能獲得一個直流電壓，這個電壓隨電容的改變而變化；將這個電壓施加在閾值檢測器上，即可以產變化；將這個電壓施加在閾值檢測器上，即可以產生觸摸生觸摸/無觸摸的信號。無觸摸的信號。 湖州職業技術學院機電分院湖州職業技術學院機電分院蘇州工業園區職業技術學院蘇州工業園區職業技術學院傳感器與檢測技術（第二版）傳感器與檢測技術（第二版）2022年4月26日 弛張振蕩器使用了一個電極盤，其上的電極電弛張振蕩器使用了一個電極盤，其上的電極電容構成了鋸齒波振蕩器中的可變定時單元。通過將容構成了鋸齒波振蕩器中的可變定時單元。通過將恒定電流饋入到電極線，電極上的電壓隨時間線性恒定電流饋入到電極線，電極上的電壓隨時間線性增加。該電壓提供給比較器一個輸入，而比較器的增加。該電壓提供給比較器一個輸入，而比較器的輸出連接到一個與電極電容并行連接的接地開關上。輸出連接到一個與電極