第3章 電參量檢測(cè)裝置

電阻式傳感器3.13.1.1應(yīng)變式傳感器3.1.3熱電阻傳感器3.1.4光敏電阻3.1.2壓阻式傳感器關(guān)閉下一頁電感式傳感器3.23.2.2互感式傳感器

3.2.1自感式傳感器3.2.3電渦流傳感器電容式傳感器3.33.3.1工作原理和類型3.3.3測(cè)量電路3.3.2等效電路3.3.4應(yīng)用應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變傳感器組成13.1.1彈性體應(yīng)變片F(xiàn)電橋電路

彈性體應(yīng)變片電橋電路

x（力、加速度、荷重等）應(yīng)變電阻變化電壓信號(hào)傳遞流圖組成應(yīng)變式傳感器3.1.1電阻應(yīng)變傳感器定義2通過彈性敏感元件將被測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)槠鋺?yīng)變;通過電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化;通過測(cè)量電路（電橋）將電阻變化轉(zhuǎn)換為輸出電壓的檢測(cè)裝置。分類：電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片。應(yīng)變片：利用金屬絲的電阻應(yīng)變效應(yīng)或半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)制成的一種轉(zhuǎn)換元件。應(yīng)變式傳感器3.1.1電阻絲的應(yīng)變效應(yīng)3金屬絲沿軸向受到拉伸或壓縮，其阻值增大或減小，此現(xiàn)象為電阻應(yīng)變效應(yīng)。圖3-1電阻絲的應(yīng)變效應(yīng)(3-1)(3-2)截面為圓形的單根金屬電阻絲當(dāng)電阻絲受到拉力F作用時(shí),

相對(duì)變化量表示(3-3)3.1.1應(yīng)變式傳感器3.1.1應(yīng)變式傳感器對(duì)于半徑為r的圓導(dǎo)體

在彈性范圍內(nèi)，軸向應(yīng)變與徑向應(yīng)變關(guān)系為（3-4）（3-5）（3-6）3.1.1應(yīng)變式傳感器靈敏系數(shù)金屬應(yīng)變片靈敏系數(shù)受材料幾何尺寸變化的影響取決于。

在電阻絲拉伸極限范圍內(nèi)，同一電阻絲材料，靈敏系數(shù)為常數(shù)。（3-7）（3-8）應(yīng)變效應(yīng)表達(dá)式3.1.1應(yīng)變式傳感器電阻絲應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)與類型4

圖3-2電阻絲應(yīng)變片結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)3.1.1應(yīng)變式傳感器敏感柵：感受應(yīng)變，并將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化?；祝航^緣及傳遞應(yīng)變。由紙薄、膠質(zhì)膜等制成。粘結(jié)劑：敏感柵與基底、基底與試件、基底與覆蓋層之間的粘結(jié)。覆蓋層：保護(hù)作用。防濕、蝕、塵。引線：連接電阻絲與測(cè)量電路，輸出電參量。各組成部分的作用3.1.1應(yīng)變式傳感器應(yīng)變片的使用面積和阻值表示其規(guī)格。如（3×10）mm2

，120Ω。根據(jù)制柵工藝的不同分為絲式、箔式和薄膜式。絲式制作：粘貼工藝。箔式制作工藝：照相制版或光刻技術(shù)。薄膜式制作工藝：真空蒸發(fā)或真空沉積。應(yīng)變片的選擇根據(jù)測(cè)量精度、允許工作電流、散熱、體積、是否批量等要求查手冊(cè)選擇。（2）電阻絲應(yīng)變片的種類3.1.1應(yīng)變式傳感器

圖3-3電阻應(yīng)變片結(jié)構(gòu)

圖(a)箔式應(yīng)變片

圖(b)薄膜式應(yīng)變片照相制版或光刻技術(shù)真空蒸發(fā)或真空沉積3.1.1應(yīng)變式傳感器（1）應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K確定μ=0.285鋼件確定方法：實(shí)驗(yàn)測(cè)定由電位差計(jì)測(cè)定電阻變化，由應(yīng)力儀測(cè)出軸向應(yīng)變，計(jì)算靈敏系數(shù)K應(yīng)變片F(xiàn)F應(yīng)力儀測(cè)出εX電位差計(jì)測(cè)△R/R

圖3-4應(yīng)變片K確定方法電阻絲應(yīng)變片的特性53.1.1應(yīng)變式傳感器（2）橫向效應(yīng)圖3-5應(yīng)變片的軸向受力與橫向效應(yīng)定性分析實(shí)際應(yīng)變片比單絲電阻絲靈敏系數(shù)低原因（a）應(yīng)變片示意圖（b）圓弧段局部放大圖3.1.1應(yīng)變式傳感器圓弧段橫向收縮引起阻值減小量對(duì)軸向伸長(zhǎng)引起阻值增加量起著抵消作用。此現(xiàn)象為橫向效應(yīng)。加長(zhǎng)敏感柵縱柵，加寬縮短橫柵，消除圓弧。箔式和薄膜式應(yīng)變片橫向效應(yīng)可忽略。同樣應(yīng)變阻值變化減小，K值減小。橫向效應(yīng)橫向效應(yīng)的結(jié)果減小橫向效應(yīng)的措施3.1.1應(yīng)變式傳感器定量分析應(yīng)變片置于二維應(yīng)力場(chǎng)，即有，又有。（3-9）3.1.1應(yīng)變式傳感器電阻絲應(yīng)變片溫度誤差及補(bǔ)償6（1）溫度誤差

由于測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度的改變而給測(cè)量帶來的附加誤差,稱為應(yīng)變片的溫度誤差。

產(chǎn)生原因之一:電阻絲溫度系數(shù)的影響（3-10）

溫度變化造成電阻增量產(chǎn)生原因之二:試件材料與電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響（3-11）（3-12）（3-13）F溫度變化△T,試件伸長(zhǎng)量應(yīng)變片伸長(zhǎng)量應(yīng)變片附加伸長(zhǎng)量3.1.1應(yīng)變式傳感器3.1.1應(yīng)變式傳感器（3-15）（3-14）（3-16）（3-17）3.1.1應(yīng)變式傳感器（2）溫度補(bǔ)償

選擇應(yīng)變片使△T≠0時(shí)，εT≈0要求電阻絲材料與被測(cè)材料配合恰當(dāng)。①選擇式應(yīng)變片的自補(bǔ)償法

（3-18）3.1.1應(yīng)變式傳感器兩段敏感柵的電阻大小選擇②雙金屬敏感柵自補(bǔ)償應(yīng)變片（3-19）R1R2圖3-6雙金屬敏感柵自補(bǔ)償3.1.1應(yīng)變式傳感器③橋路補(bǔ)償法

補(bǔ)償原理：橋路相臨兩臂增加相同電阻，對(duì)電橋輸出無影響。

圖3-7橋路補(bǔ)償方法FR3RBR4R1UU0R1RBF工作片補(bǔ)償片3.1.1應(yīng)變式傳感器

電橋輸出U0=A（R1R4－RBR3）（2-20）無應(yīng)變時(shí)的電橋輸出Uo=A［（R1+ΔR1t）R4－

(RB+ΔRBt)R3］=0要求工作片與補(bǔ)償片特性一致且置于同一溫度場(chǎng)中。3.1.1應(yīng)變式傳感器電橋輸出電壓為

Uo=AR1R4Kε

Uo

與ε成單值函數(shù)關(guān)系。與溫度變化無關(guān)。結(jié)論：?jiǎn)伪蹣蚣友a(bǔ)償片可實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。應(yīng)變輸出ΔR1=R1Kε

（2-21）有應(yīng)變時(shí)3.1.1應(yīng)變式傳感器C

R1R2R4R3UAABDU0圖3-8不平衡直流電橋思考：等臂電橋四個(gè)橋臂均為應(yīng)變片，感受應(yīng)變。輸出電壓U0=？電阻應(yīng)變片的測(cè)量電路7實(shí)現(xiàn)：3.1.1應(yīng)變式傳感器（3-22）四個(gè)臂為應(yīng)變片工作時(shí)，其電阻變化ΔR

（1）不平衡電橋電路的輸出（3-23）輸出電壓推導(dǎo)方法一3.1.1應(yīng)變式傳感器（3-24）輸出電壓推導(dǎo)方法二3.1.1應(yīng)變式傳感器①單臂電橋（3-25）CR1FU0R1＋⊿R1R4R3UR2圖3-10單臂電橋圖3-9懸臂梁應(yīng)變DBA3.1.1應(yīng)變式傳感器②半橋差動(dòng)電橋R1R2F圖3-11差動(dòng)直流電橋U0R1＋⊿R1R4R3UR2－⊿R2（3-26）CDBA3.1.1應(yīng)變式傳感器③全橋差動(dòng)電路R2－⊿R2R4＋⊿R4U0R1＋⊿R1UR3－⊿R3圖3-12全橋差動(dòng)電路（3-27）R1R4R3R2FCDAB3.1.1應(yīng)變式傳感器結(jié)論：①

ΔRi<<R時(shí)，電橋的輸出電壓與應(yīng)變成線性關(guān)系。②為了產(chǎn)生最大輸出電壓,應(yīng)使一個(gè)對(duì)角線應(yīng)變片受拉,另一對(duì)對(duì)角線應(yīng)變片受壓。③電橋供電電壓U越高，輸出電壓U0和靈敏度越大。（應(yīng)使工作電流小于允許電流）④增大電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K，可提高電橋的靈敏度。3.1.1應(yīng)變式傳感器（2）非線性誤差及其補(bǔ)償單臂電橋，即R1橋臂變化ΔR，理想的線性關(guān)系實(shí)際輸出電壓非線誤差誤差（2-28）（2-29）（2-30）3.1.1應(yīng)變式傳感器結(jié)論：半橋與全等臂橋輸入輸出成線性關(guān)系。半橋靈敏度是單臂橋的兩倍，全等臂橋靈敏度是單臂橋的四倍。半橋與全等臂電橋具有溫度補(bǔ)償作用。以上結(jié)論通過CSY10傳感器綜合實(shí)驗(yàn)儀驗(yàn)證。3.1.1應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變傳感器的應(yīng)用8應(yīng)用測(cè)量力、位移、加速度、扭矩等。汽車衡、電子秤等。制作

彈性元件的制作加工。應(yīng)變片的正確粘貼。應(yīng)變片的連線接橋。結(jié)構(gòu)形式柱式、懸臂梁式、環(huán)式和輪輻式等。3.1.1應(yīng)變式傳感器輪輻式傳感器電子秤懸臂梁式傳感器汽車衡、軌道衡、吊勾秤、料斗秤3.1.1應(yīng)變式傳感器(c)薄壁環(huán)式(d)輪輻式（a）柱式(b)懸臂梁式圖3-13各種彈性體結(jié)構(gòu)圖3.1.1應(yīng)變式傳感器（a）實(shí)心圓柱；（b）空心圓筒；圖3-14柱式力彈性體結(jié)構(gòu)圖（1）柱（筒）式力傳感器

3.1.1應(yīng)變式傳感器R5R8R7R6R1R2R3R4圖3-15柱式貼片及電橋電路連接圖R5R8R7R6R1R2R3R4UoUi3.1.1應(yīng)變式傳感器縱向?qū)ΨQ兩兩串接為了減小偏心載荷及彎矩的影響；橫向貼片作溫度補(bǔ)償用。橫向應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)椋?-31）（3-32）接成差動(dòng)全等臂電橋，總的應(yīng)變?yōu)殡姌蜉敵鰹椋?-33）（2-34）縱向應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?.1.1應(yīng)變式傳感器圖3-16等截面梁應(yīng)變傳感器原理圖R1R2lFWhR3R4（2）懸臂梁式力傳感器3.1.1應(yīng)變式傳感器輸出電壓為（2-36）（2-37）（2-35）傳感器為懸臂梁式傳感器。懸臂梁端部受質(zhì)量塊慣性力作用，距端部L處的應(yīng)變?yōu)榻映扇珮蚩倯?yīng)變?yōu)?.1.1應(yīng)變式傳感器共性:將應(yīng)變片貼于應(yīng)變值最大的點(diǎn)上，接于全橋電路，產(chǎn)生較大輸出（具有較高的靈敏度）注意對(duì)角線上的應(yīng)力狀態(tài)一致不同點(diǎn):結(jié)構(gòu)不同,敏感元件受力等產(chǎn)生的應(yīng)變與被測(cè)量關(guān)系不同。各性能參數(shù)有所不同,應(yīng)用范圍有所不同。

（查手冊(cè)）總結(jié)各種結(jié)構(gòu)電阻應(yīng)變傳感器的共性是什么？不同之處是什么？3.1.2壓阻式傳感器

定義單晶半導(dǎo)體材料受到作用力后，電阻率就要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。

特點(diǎn)靈敏系數(shù)大，分辨率高。頻率響應(yīng)高，體積小。溫度誤差較大，要有溫度補(bǔ)償措施。

分類體型壓阻式傳感器和擴(kuò)散型壓阻式傳感器。

3.1.2壓阻式傳感器壓阻效應(yīng)表達(dá)式1半導(dǎo)體電阻率（3-38）（3-39）（3-40）（3-41）3.1.2壓阻式傳感器缺點(diǎn)溫度穩(wěn)定性較差，非線性較大。制作從單晶硅或鍺上切下薄片制成。結(jié)構(gòu)組成基片、半導(dǎo)體薄片、引線。優(yōu)點(diǎn)靈敏系數(shù)大，橫向效應(yīng)和機(jī)械滯后小。半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)23.1.2壓阻式傳感器圖3-17體型半導(dǎo)體應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)形式3.1.2壓阻式傳感器測(cè)量電阻與溫度補(bǔ)償3輸出電壓受環(huán)境溫度的影響。消除了環(huán)境溫度的變化對(duì)輸出的影響。恒壓源

恒流源

（3-42）（3-43）3.1.2壓阻式傳感器圖3-18恒壓（流）源供電電橋R－△R＋△RTR－△R＋△RTR＋△R＋△RTR＋△R＋△RTABCD3.1.2壓阻式傳感器壓阻式傳感器的應(yīng)用4圖3-19壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（1）結(jié)構(gòu)低壓腔高壓腔硅杯引線硅膜片（2

）膜片上徑向應(yīng)力σr和切向應(yīng)力σt的分布（3-44）3.1.2壓阻式傳感器（3-45）沿徑沿兩側(cè)采用擴(kuò)散工藝制作四個(gè)電阻。（3）電橋輸出電壓3.1.2壓阻式傳感器C

R1R2R4R3UAVDDBDV0V01R5R5RgR6R6R7R7V02V1V2疊加定理（4）實(shí)用測(cè)量電路3.1.2壓阻式傳感器3.1.3熱電阻式傳感器金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻。熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的特性對(duì)與溫度相關(guān)的參量進(jìn)行檢測(cè)的裝置。定義測(cè)溫、測(cè)溫范圍主要在中低溫區(qū)（－200℃～650℃）應(yīng)用分類3.1.3熱電阻式傳感器（1）鉑熱電阻Rt＝R0［1+At+Bt2+Ct3(t－100)］①熱電特性（RT～T）

T在－200~0℃時(shí)T在0~650℃時(shí)對(duì)純度一定的鉑熱電阻，A、B、C為一常數(shù)。Rt

＝

R0(1+At+Bt2)（3-46）（3-47）金屬熱電阻13.1.3熱電阻式傳感器R0=100Ω和R0=1000Ω及R0=500Ω三種,分度號(hào)分別為Pt100、Pt1000和Pt500。

鉑熱電阻的種類查分度表法：鉑熱電阻不同分度號(hào)有相應(yīng)分度表,即Rt與t的關(guān)系表，

測(cè)得熱電阻的阻值Rt

，從分度表上查出對(duì)應(yīng)的溫度值。計(jì)算溫度的方法公式計(jì)算法：由測(cè)得的熱電阻阻值，由熱電特性公式計(jì)算出相應(yīng)的溫度值。3.1.3熱電阻式傳感器鉑電阻的靈敏度Rt＝R0（1+αt）②純度W100＝R100/R0。按IEC標(biāo)準(zhǔn),工業(yè)使用的鉑熱電阻W100>1.386。使用場(chǎng)合:不宜在還原性介質(zhì)中使用。

（3-48）3.1.3熱電阻式傳感器（2）銅熱電阻測(cè)量范圍為－50～+150℃。熱電特性為：Rt＝R0（1+αt）

Cu50(R0=50Ω)和Cu100（R0=100Ω）。分度號(hào)不宜在氧化性介質(zhì)中使用。適于在無水分及侵蝕性介質(zhì)的溫度測(cè)量。使用場(chǎng)合（3-49）3.1.3熱電阻式傳感器（3）熱電阻的結(jié)構(gòu)圖3-20熱電阻結(jié)構(gòu)圖圖3-19（a）銅熱電阻結(jié)構(gòu)圖圖3-20（b）鉑熱電阻結(jié)構(gòu)圖3.1.3熱電阻式傳感器利用半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質(zhì)而制成的溫度敏感元件。定義工作機(jī)理價(jià)帶導(dǎo)帶圖3-21熱電阻工作機(jī)理圖熱敏電阻23.1.3熱電阻式傳感器熱敏電阻主要類型正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC。主要用于控溫、保護(hù)等場(chǎng)合。如半導(dǎo)體器件的過熱保護(hù)。電機(jī)、變壓器、音響設(shè)備的安全保護(hù)等。PTC的應(yīng)用場(chǎng)合NTC熱敏電阻主要用于測(cè)溫和溫度補(bǔ)償。電子溫度計(jì)等。NTC的應(yīng)用場(chǎng)合3.1.3熱電阻式傳感器RT=R0eB(1/T—1/T0)（1）熱電特性（RT～T）T=373.15K(100℃)，T0=293.15K(20℃)測(cè)量R20、R100，計(jì)算B材料常數(shù)B的確定溫度靈敏度的確定（3-50）（3-51）（3-52）3.1.3熱電阻式傳感器（2）熱敏電阻的伏安特性

圖3-22熱敏電阻的伏安特性

避免電流過大，電阻體產(chǎn)生自熱。3.1.3熱電阻式傳感器鉑電阻采用三線制測(cè)量電路和四線制測(cè)量電路。（1）金屬熱電阻傳感器溫度測(cè)量，測(cè)量電路采用電橋電路。熱電阻傳感器的應(yīng)用23.1.3熱電阻式傳感器圖3-23三線制測(cè)量電路

UCCRtR0U0rrrRR3.1.3熱電阻式傳感器①三線制補(bǔ)償原理電橋的相臨兩個(gè)橋臂增加了相同導(dǎo)線電阻，差動(dòng)輸出后，可消除導(dǎo)線電阻的影響。輸出電壓（3-53）3.1.3熱電阻式傳感器RfRfRRR1R1Rt+U0－I圖3-24四線制測(cè)量電路②四線制補(bǔ)償原理（3-54）（3-55）鉑電阻壓降差動(dòng)放大器輸出3.1.3熱電阻式傳感器③典型測(cè)溫電路圖

3-25恒流源測(cè)量電路

恒流驅(qū)動(dòng)3.1.3熱電阻式傳感器A/D滿量程輸入電壓為2V。放大倍數(shù)為溫度上限100℃時(shí)，PT1000的阻值為PT1000上電壓為1.386V，輸出電壓為，溫度下限0℃時(shí)輸出電壓為0。一級(jí)放大器實(shí)現(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換二級(jí)放大器實(shí)現(xiàn)電壓放大3.1.3熱電阻式傳感器恒壓驅(qū)動(dòng)圖

3-26恒壓源測(cè)量電路

RfRfR1R0R2R2Rt+U0-R1VCC=5VR3R4R550K50K1K1M1M1M1M0.5K5K100ΩPT10003.1.3熱電阻式傳感器A/D滿量程輸入電壓為2V。溫度上限100℃，電橋輸出電壓為36.82mV。放大倍數(shù)為54.3倍。放大器可采用儀表放大器AD623、AD627等。在量程上限時(shí)，調(diào)節(jié)量程電阻使輸出達(dá)到2V。3.1.3熱電阻式傳感器熱或力中站央鍋空爐調(diào)溫度傳感器溫度傳感器積算儀流量計(jì)用戶圖

3-27熱量表熱量測(cè)量組成

④應(yīng)用舉例兩只鉑電阻溫度傳感器分別測(cè)出進(jìn)水和回水溫度，流量計(jì)測(cè)出流量，計(jì)算出用戶消耗的熱量。（2）熱敏電阻傳感器

①溫度控制實(shí)現(xiàn)某一小溫度范圍t1～t2的溫度控制。t<t1→RG↑→VT1導(dǎo)通（VT2導(dǎo)通）→J得電→加熱t(yī)>t2→RG↓→VT1截止（VT2截止）→J失電→停止加熱3.1.3熱電阻式傳感器3.1.3熱電阻式傳感器J1～J1圖3-28溫度控制器3.1.3熱電阻式傳感器錳銅絲電阻R2R1被補(bǔ)償元件RT圖3-29溫度補(bǔ)償電路②溫度補(bǔ)償溫度變化△T，零件阻值變化△R1，熱敏電阻并聯(lián)電路阻值變化△R2，合理選擇電路參數(shù)，使3.1.4光敏電阻圖3-30光敏電阻的電極圖案光敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理1（1）結(jié)構(gòu)在玻璃基板上均勻涂上一薄層半導(dǎo)體物質(zhì)，職稱梳狀電極3.1.4光敏電阻光照射到半導(dǎo)體上，材料中的價(jià)帶電子吸收了光子能量躍遷到導(dǎo)帶，激發(fā)出電子、空穴對(duì)，增強(qiáng)了導(dǎo)電性能，使阻值降低。光照停止，電子空穴對(duì)又復(fù)合，阻值恢復(fù)。

導(dǎo)帶價(jià)帶uA

圖3-31光敏電阻工作原理圖（2）工作原理3.1.4光敏電阻剛好產(chǎn)生內(nèi)光電效應(yīng)的臨界波長(zhǎng)為（3-56）3.1.4光敏電阻（2）

基本特性

①伏安特性

一定光照，R一定，I正比于U。一定電壓，I隨著光照E增強(qiáng)而增大。

E↑→R↓→I↑（1）主要參數(shù)光敏電阻的主要參數(shù)和基本特性

2光電流3.1.4光敏電阻

圖3-32光敏電阻的伏安特性3.1.4光敏電阻②光照特性（I～E）

光敏電阻的光照特性為非線性，不宜作檢測(cè)元件，主要用于自動(dòng)控制中。

如光照度計(jì)：農(nóng)作物日照時(shí)數(shù)測(cè)定。

圖3-33光敏電阻的光照特性3.1.4光敏電阻無光照V0=VL。有光照V0=VH。輸出接單片機(jī)的I/O口，每2分鐘對(duì)此口查詢1次，為高電平，計(jì)數(shù)一次，為低電平，不計(jì)數(shù)。1天查詢720次。

圖3-34光敏電阻的應(yīng)用（3-57）1天日照時(shí)數(shù)3.1.4光敏電阻

圖3-35光敏電阻的光譜特性③光譜特性（Kr%～λ）3.1.4光敏電阻光敏電阻的相對(duì)靈敏度與入射波長(zhǎng)的關(guān)系稱為光譜特性。亦稱為光譜響應(yīng)。①不同材料，其峰值波長(zhǎng)不同。②同一種材料，對(duì)不同波長(zhǎng)的入射光，其相對(duì)靈敏度不同，響應(yīng)電流不同。應(yīng)根據(jù)光源的性質(zhì)，選擇合適的光電元件，使光電元件得到較高得相對(duì)靈敏度。（3-58）3.1.4光敏電阻④頻率特性光敏電阻受到（調(diào)制）交變光作用，光電流與頻率的關(guān)系。反映光敏電阻的響應(yīng)速度。3-36調(diào)制原理圖MuA調(diào)制盤電機(jī)3.1.4光敏電阻3-37光敏電阻的頻率特性硫化鉛的頻率特性優(yōu)于硫化鉈的頻率特性3.1.4光敏電阻3-38光敏電阻的溫度特性3-39光敏電阻的光譜溫度特性⑤溫度特性自感式傳感器結(jié)構(gòu)與工作原理13.2.1a)變間隙式b)變面積式

c)螺管式3-38自感式傳感器結(jié)構(gòu)圖（1）結(jié)構(gòu)自感式傳感器3.2.1（2）原理被測(cè)量（壓力、位移等）變化，引起自感傳感器自感值變化，通過測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓。圖3-39變間隙自感式傳感器結(jié)構(gòu)圖（3-59）（3-60）線圈磁通及電感自感式傳感器3.2.1線圈自感（3-61）（3-62）自感式傳感器3.2.1氣隙的磁阻遠(yuǎn)大于鐵芯和銜鐵的磁阻

當(dāng)銜鐵上移Δδ時(shí),傳感器氣隙減小Δδ,

即δ=δ0－Δδ,則此時(shí)輸出電感為L(zhǎng)=L0+ΔL（1）簡(jiǎn)單變氣隙式自感傳感器靈敏度

變氣隙式自感傳感器靈敏度2自感式傳感器3.2.1

當(dāng)Δδ/δ<<1時(shí),可將上式用泰勒級(jí)數(shù)展開

（3-63）自感式傳感器3.2.1

當(dāng)銜鐵下移Δδ時(shí),傳感器氣隙增大Δδ,即δ=δ0＋Δδ,則此時(shí)輸出電感為L(zhǎng)=L0－ΔL。（3-64）（3-65）自感式傳感器3.2.1（2）差動(dòng)變隙式電感傳感器靈敏度

1-鐵芯；2-線圈；3-銜鐵3-40差動(dòng)式變間隙式電感傳感器自感式傳感器3.2.1當(dāng)銜鐵向上移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)線圈的電感變化量ΔL1、ΔL2

自感式傳感器3.2.1結(jié)論：①差動(dòng)式為簡(jiǎn)單式電感傳感器靈敏度的2倍。②非線性減小。簡(jiǎn)單式電感傳感器非線性誤差③克服溫度等外界共模信號(hào)干擾。（3-66）（3-67）自感式傳感器3.2.1變面積式自感傳感器靈敏度3輸入與輸出呈線性關(guān)系。得到較大的線性范圍。靈敏度特點(diǎn)（3-68）自感式傳感器3.2.1(1)變壓器電路圖3-41變壓器電橋u0z2＝ωL2z1＝ωL1u/2u/2ui自感傳感器測(cè)量電路4自感式傳感器3.2.1傳感器銜鐵移動(dòng)方向相反時(shí)銜鐵偏離中間零點(diǎn)向下移動(dòng)時(shí)由于交流激勵(lì)，轉(zhuǎn)換電路不能實(shí)現(xiàn)辨向。

（3-69）（3-70）（3-71）自感式傳感器3.2.1(2)帶相敏檢波的電橋電路圖3-42相敏檢波電路自感式傳感器3.2.1圖3-43非相敏整流和相敏整流電路輸出電壓比較(a)非相敏整流電路；（b）相敏整流電路電路作用：辨別銜鐵位移方向；消除零點(diǎn)殘余電壓。自感式傳感器3.2.1設(shè)銜鐵移動(dòng)使Z1=Z+ΔZ，Z2=Z-ΔZ。當(dāng)電源u上端為正（A正），下端為負(fù)時(shí)（B負(fù)）當(dāng)電源u上端為負(fù)（A負(fù)），下端為正時(shí)（B正）在電源一個(gè)周期內(nèi)，電壓表的輸出始終為上正下負(fù)。即輸出的極性取決于銜鐵位移的方向。設(shè)銜鐵移動(dòng)使Z1=Z-ΔZ，Z2=Z+ΔZ時(shí)，分析輸出電壓的極性。圖3-45變隙差動(dòng)式電感壓力傳感器自感式傳感器3.2.1自感傳感器應(yīng)用5自感式傳感器3.2.1敏感元件：C形彈簧管轉(zhuǎn)換元件：差動(dòng)變隙自感傳感器轉(zhuǎn)換電路：變壓器電橋結(jié)構(gòu)組成輸出電壓（1）變隙差動(dòng)式電感壓力傳感器被測(cè)壓力由C型彈簧管轉(zhuǎn)換為其端部位移，帶動(dòng)銜鐵位移，使差動(dòng)自感傳感器阻抗變化，經(jīng)過變壓器電橋輸出電壓。工作原理（3-72）自感式傳感器3.2.1（2）差動(dòng)式電感測(cè)厚儀被測(cè)板材上測(cè)滾輪銜鐵L1L2連桿螺桿下測(cè)滾輪圖3-46（a）差動(dòng)式電感測(cè)厚儀結(jié)構(gòu)圖自感式傳感器3.2.1圖3-46差動(dòng)式電感測(cè)厚儀電路圖自感式傳感器3.2.1開始測(cè)量之前，先調(diào)節(jié)測(cè)微螺桿至給定厚度（由度盤讀出）。當(dāng)剛帶厚度偏離給定厚度時(shí)，上測(cè)量滾輪將帶動(dòng)測(cè)微螺桿上下，通過杠桿將位移傳遞給銜鐵，使L1、L2變化。將差動(dòng)電感接于相敏檢波電路中，根據(jù)電流表的指針偏轉(zhuǎn)的方向和刻度值可以判斷銜鐵位移的方向，同時(shí)知道被測(cè)厚度的變化大小。厚度的變化與給定厚度相加，得到實(shí)際板厚。工作原理根據(jù)變壓器的基本原理制成的。次級(jí)繞組采用差動(dòng)形式連接。（1）結(jié)構(gòu)互感式傳感器3.2.2互感傳感器結(jié)構(gòu)與工作原理1圖3-47螺管式差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)活動(dòng)銜鐵導(dǎo)磁外殼骨架初級(jí)繞組次級(jí)繞組

（2）工作原理

差動(dòng)變壓器一次線圈加一定頻率的激勵(lì)，由于一次和二次線圈之間的互感，二次線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。銜鐵處于中間位置銜鐵左移銜鐵右移互感式傳感器3.2.2互感式傳感器3.2.2差動(dòng)變壓器輸出電壓與活動(dòng)銜鐵位移x的關(guān)系曲線，呈V字形。是E2a

曲線與E2b曲線合成的結(jié)果。（3）特性曲線圖3-48差動(dòng)變壓器輸出電壓特性曲線

互感式傳感器3.2.2基本特性2圖3-49差動(dòng)變壓器等效電路（1）等效電路互感式傳感器3.2.2當(dāng)次級(jí)開路時(shí),初級(jí)線圈有激勵(lì)電流二次線圈由于互感產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)為空載輸出電壓為

輸出電壓的有效值為（3-73）（3-74）（3-75）互感式傳感器3.2.2(1)活動(dòng)銜鐵處于中間位置時(shí)

M1=M2=MU2=0(2)活動(dòng)銜鐵向右移動(dòng)時(shí)M1=M+ΔMM2=M－ΔM(3)活動(dòng)銜鐵向左移動(dòng)時(shí)M1=M－MM2=M+ΔM互感式傳感器3.2.2短路阻抗（2）主要性能①靈敏度增大U1、提高Q值、增大D

、減小損耗，可提高靈敏度。（3-76）（3-77）互感式傳感器3.2.2②頻率特性圖3-50KE與f的關(guān)系曲線

取測(cè)量范圍為線圈骨架長(zhǎng)度的1/10～1/4，配用相敏檢波式測(cè)量電路。③線性度激勵(lì)頻率采用中頻互感式傳感器3.2.2④零點(diǎn)殘余電壓定義：把差動(dòng)變壓器在零位移時(shí)的輸出電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓。（x＝0，U0＝e0≠0)產(chǎn)生原因兩個(gè)二次測(cè)量線圈的等效參數(shù)不對(duì)稱，阻抗不同，基波分量不能抵消。鐵芯的B-H特性的非線性，產(chǎn)生高次諧波不同，不能互相抵消。減小零點(diǎn)殘余電壓措施制造工藝上，做到磁路對(duì)稱，線圈對(duì)稱，鐵芯材料均勻。加補(bǔ)償電路。互感式傳感器3.2.2差動(dòng)整流電路。補(bǔ)償電路：補(bǔ)償原理：改變二次側(cè)線圈的阻抗，使兩二次輸出電壓的大小和相位改變，使零點(diǎn)電壓最小。串聯(lián)電阻補(bǔ)償基波分量，并聯(lián)電容補(bǔ)償高次諧波。圖3-51補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓的電路互感式傳感器3.2.2功能：測(cè)量位移的大小，辨別移動(dòng)方向，消除零點(diǎn)殘余電壓。（1）差動(dòng)整流電路整流原理把差動(dòng)變壓器的兩個(gè)次級(jí)輸出電壓分別整流,然后將整流的電壓或電流的差值作為輸出。測(cè)量電路2差動(dòng)整流電路種類全波電壓輸出、半波電壓輸出、全波電流輸出、半波電流輸出?；ジ惺絺鞲衅鲌D3-52差動(dòng)整流電路3.2.2互感式傳感器①全波電壓輸出輸出電壓極性反映位移的方向。

②半波電壓輸出3.2.2互感式傳感器③全波電流輸出3.2.2相敏檢波器輸出電壓的變化規(guī)律不僅能反映位移變化的大小，而且能反映位移的方向。（2）相敏檢波電路①功能互感式傳感器3.2.2②相敏檢波電路分析圖3-53相敏檢波電路互感式傳感器3.2.2Δx>0時(shí),u2與uS為同頻同相當(dāng)u2與uS均為正半周時(shí),uS使環(huán)形電橋中二極管VD1、ＶD4截止,VD2、VD3導(dǎo)通,得圖3-51（b）的等效電路。圖3-51（b）正半周等效電路（3-78）互感式傳感器3.2.2

當(dāng)u2與us均為負(fù)半周時(shí),二極管VD2、VD3截止,VD1、VD4導(dǎo)通。其等效電路如圖3-51（c）所示。圖3-51（c）負(fù)半周等效電路輸出電壓為（3-79）互感式傳感器3.2.2結(jié)論：位移ΔX>0,不論u2與uS是正半周還是負(fù)半周，負(fù)載RL兩端得到的電壓u0始終為正。當(dāng)Δx<0時(shí),u2與uS為同頻反相不論u2與uS是正半周還是負(fù)半周,負(fù)載電阻RL兩端得到的輸出電壓u0表達(dá)式總是為（3-80）互感式傳感器3.2.2(a）被測(cè)位移變化波形圖；(b)差動(dòng)變壓器激勵(lì)電壓波形；(c)差動(dòng)變壓器輸出電壓波形；(d)相敏檢波解調(diào)電壓波形；(e)相敏檢波輸出電壓波形圖3-54相敏檢波電路電壓波形③波形互感式傳感器3.2.21-接頭；2-膜盒；3-底座；4-線路板；5-差動(dòng)變壓器線圈；6-銜鐵；7-罩殼；8-插頭；9-通孔傳感器與彈性敏感元件（膜片、膜盒和彈簧管等）相結(jié)合，可以組成開環(huán)壓力傳感器和閉環(huán)力平衡式壓力計(jì)圖3-55微壓力傳感器

差動(dòng)變壓器的應(yīng)用4互感式傳感器3.2.2圖3-56微壓力傳感器測(cè)量電路

當(dāng)被測(cè)壓力由接頭傳入膜盒時(shí)，其中央自由端產(chǎn)生一個(gè)正比于被測(cè)壓力的位移，并帶動(dòng)銜鐵6在差動(dòng)變壓器中移動(dòng)，使差動(dòng)變壓器輸出電壓。輸出經(jīng)過相敏檢波和濾波后，其直流輸出電壓反映被測(cè)壓力的數(shù)值。渦流式傳感器3.2.3塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流,此電流叫電渦流,以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。高頻反射式和低頻透射式

分類對(duì)位移、厚度、材料損傷等進(jìn)行非接觸式連續(xù)測(cè)量。

應(yīng)用渦流定義

高頻反射式電渦流傳感器1渦流式傳感器3.2.3線圈加上高頻激勵(lì)電流，產(chǎn)生同頻率的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流,此電流為渦流。渦流產(chǎn)生反磁通，阻礙原磁通，使線圈阻抗變化，通過測(cè)量阻抗變化，可測(cè)量相關(guān)被測(cè)參量。（1）工作原理3-57渦流的產(chǎn)生渦流式傳感器3.2.3傳感器線圈受電渦流影響時(shí)的等效阻抗Z的函數(shù)關(guān)系式為

Z=F（ρ,μ,r,f,x）

Z=F（x）信號(hào)流圖其它參量固定時(shí)等效阻抗Z是線圈與金屬板距離函數(shù)，由此可測(cè)量距離或位移。渦流式傳感器3.2.3（2）等效電路分析渦流式傳感器3.2.3線圈和導(dǎo)體的回路方程線圈阻抗線圈等效電阻（3-81）（3-82）（3-83）渦流式傳感器3.2.3線圈等效電感線圈等效電路如圖5-57所示。（3-84）渦流式傳感器3.2.3線圈的等效品質(zhì)因數(shù)Q值為靠近非磁（硬磁材料），等效電感減小?？拷洿挪牧系刃щ姼性龃?。被測(cè)量的變化，引起線圈電感L、阻抗Z和品質(zhì)因數(shù)Q的變化，通過測(cè)量電路將Z或L或Q轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，可測(cè)被測(cè)量。（3-85）渦流式傳感器3.2.3（3）傳感器的結(jié)構(gòu)線圈

框架3．框架襯套4．支架5．電纜6．插頭3-60高頻渦流傳感器的結(jié)構(gòu)扁平線框內(nèi)嵌入線圈，線圈與電容并聯(lián)構(gòu)成LC諧振回路，通過電纜和插頭給LC諧振回路加上高頻激勵(lì)，輸出信號(hào)。渦流式傳感器3.2.3（4）被測(cè)材料對(duì)諧振曲線的影響圖3-61傳感器的諧振曲線渦流式傳感器3.2.3

被測(cè)體為非磁材料，線圈的等效電感減小，諧振曲線右移；被測(cè)體為軟磁材料，線圈的等效電感增大，諧振曲線左移。定頻時(shí)，回路失諧，傳感器的阻抗及品質(zhì)因數(shù)降低。諧振頻率渦流式傳感器3.2.3圖3-62定頻調(diào)幅式測(cè)距原理電路（5）測(cè)量方法①定頻調(diào)幅法渦流式傳感器3.2.3定頻激勵(lì)加到LC諧振回路，當(dāng)無被測(cè)體靠近線圈時(shí)，LC處于諧振狀態(tài)，使出電壓最大；當(dāng)有被測(cè)體靠近時(shí)，回路失諧，輸出電壓下降。輸出電壓為高頻載波的等幅電壓或調(diào)幅電壓。經(jīng)過高頻放大器放大，檢波電路檢波，取出等幅電壓，最后經(jīng)過濾波電路，濾出高頻雜散信號(hào)，取出與距離（振動(dòng)）對(duì)應(yīng)的直流電壓U0。②調(diào)頻法工作原理被測(cè)體靠近線圈，線圈電感值變化，LC諧振頻率變化，將諧振頻率通過鑒頻器轉(zhuǎn)換為電壓，測(cè)得電壓或電壓差值，可確定被測(cè)體距離線圈的距離。渦流式傳感器3.2.33-63調(diào)頻測(cè)距電路原理圖渦流式傳感器3.2.3

3-64(a)透射式渦流傳感器原理(b)線圈感應(yīng)電勢(shì)與厚度關(guān)系曲線測(cè)厚的依據(jù):

E的大小間接反映了M的厚度t（1）工作原理發(fā)射線圈接收線圈

低頻透射式電渦流傳感器2渦流式傳感器3.2.3（2）影響E的因素頻率、材料一定，板越厚，接收線圈E越小。板厚、材料一定，頻率越高，E越小。材料一定，不同頻率下的E與t的關(guān)系渦流式傳感器3.2.3

3-65不同頻率滲透深度對(duì)E=f(t)曲線的影響厚板，較低頻率薄板，較高頻率為了得到較高的靈敏度，根據(jù)板厚選擇激勵(lì)頻率。

更換被測(cè)材料時(shí),采取變頻的方法,使?jié)B透深度基本不變,靈敏度不變。測(cè)試頻率與材料關(guān)系渦流式傳感器3.2.3x1和x2由渦流傳感器測(cè)出，經(jīng)調(diào)理電路變?yōu)閷?duì)應(yīng)的電壓值，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器，變?yōu)閿?shù)字量，送入單片機(jī)。單片機(jī)分別算出x1和x2值，然后由公式d=D－(x1+x2)計(jì)算出板厚。D值由鍵盤設(shè)定。板厚值送顯示器顯示。（1）厚度測(cè)量

渦流傳感器S1、S2

與被測(cè)帶材表面之間的距離分別為x1和x2。兩探頭距離為D。結(jié)構(gòu)組成工作原理渦流式傳感器3.2.3電渦流傳感器的應(yīng)用3

x1和x2由渦流傳感器測(cè)出，經(jīng)調(diào)理電路變?yōu)閷?duì)應(yīng)的電壓值，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器，變?yōu)閿?shù)字量，送入單片機(jī)。單片機(jī)分別算出x1和x2值，然后由公式d=D－(x1+x2)計(jì)算出板厚。D值由鍵盤設(shè)定。板厚值送顯示器顯示。（1）厚度測(cè)量

渦流傳感器S1、S2

與被測(cè)帶材表面之間的距離分別為x1和x2。兩探頭距離為D。結(jié)構(gòu)組成工作原理渦流式傳感器3.2.3調(diào)理電路調(diào)理電路微機(jī)或單片機(jī)顯示鍵盤設(shè)定Dx1x2d探頭A/D轉(zhuǎn)換器圖3-66高頻反射式渦流測(cè)厚儀測(cè)試系統(tǒng)圖渦流式傳感器3.2.3（2）轉(zhuǎn)速測(cè)量圖3-67轉(zhuǎn)速測(cè)量Z:一周齒數(shù)；N：每分鐘轉(zhuǎn)過齒數(shù)。渦流式傳感器3.2.3（3）渦流探傷

帶鋼圓管波接管打壓制管脹波渦流探傷鋸切焊頭圖3-68波接管成型工藝流程框圖渦流式傳感器3.2.3帶鋼經(jīng)過制管機(jī)，加工成圓管，由脹波機(jī)制成一定波距的波節(jié)管，波節(jié)管經(jīng)過水打壓，由渦流探傷儀檢測(cè)是否有裂縫，如果無裂縫，鋸切成一定長(zhǎng)度的波節(jié)管，如果有裂縫信號(hào)如圖，重新處理或報(bào)廢。渦流式傳感器3.2.3當(dāng)金屬片未靠近探頭時(shí)，LC并聯(lián)諧振回路阻抗較大，輸出電壓大。設(shè)計(jì)經(jīng)處理后的輸出電壓V0大于比較器的參考電壓VR。比較器輸出高電平。（4）三杯式風(fēng)速傳感器

它的結(jié)構(gòu)是碗式風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的固定的金屬片圓盤。當(dāng)風(fēng)杯受風(fēng)而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤上的金屬片便不斷地接近或離開渦流傳感器探頭中的振蕩線圈，造成回路失諧，輸出電壓下降（磁回路間斷短路）。渦流式傳感器3.2.3比較器整形電路整形電路濾波器頻率計(jì)單片機(jī)檢波器高頻放大器高頻振蕩器轉(zhuǎn)軸風(fēng)杯外殼轉(zhuǎn)盤LCRV0u0圖3-69三杯式風(fēng)速傳感器及檢測(cè)系統(tǒng)VR渦流式傳感器3.2.3風(fēng)速轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)。如頻率速度轉(zhuǎn)換常數(shù)為K(HZ/m/s)。

風(fēng)速為v=f/K(m/s)

如將脈沖送入單片機(jī)的計(jì)數(shù)口T1，T0定時(shí)1分鐘計(jì)T1中的計(jì)數(shù)值N，由公式當(dāng)金屬片靠近探頭時(shí)，LC諧振回路失諧，阻抗下降，輸出電壓減小。V0<VR。比較器輸出低電平。圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)N1=渦流產(chǎn)生的次數(shù)N2=比較器輸出脈沖數(shù)N3。（3-86）（3-87）渦流式傳感器3.2.3若想提高分辨能力，可在圓盤上等距放多個(gè)金屬片，轉(zhuǎn)一圈輸出多個(gè)脈沖。風(fēng)速計(jì)算公式Z：圓盤上放金屬片的個(gè)數(shù)。計(jì)算出風(fēng)速值。（3-88）電容式傳感器工作原理與類型3.3.1

電容傳感器能將被測(cè)量（位移、加速度、液位、料位、振動(dòng)、濕度）轉(zhuǎn)換為電容變化的裝置。

原理式類型變間隙式、變面積式和變介電常數(shù)式。δSε圖3-70電容傳感器原理圖

工作原理與類型1圖3-71電容傳感器結(jié)構(gòu)圖變極距(δ）型:(a)、(e)變面積型(S)型:(b)、(c)、(d)、(f)、(g)（h）變介電常數(shù)(ε)型:

（i）～(l)工作原理與類型3.3.1（1）簡(jiǎn)單變極距型電容傳感器

。靈敏度推導(dǎo)工作原理與類型3.3.1（3-89）變極距型電容傳感器2若以容抗為輸出亦可用泰勒展開式表示為工作原理與類型3.3.1（2）差動(dòng)變間隙式電容傳感器

圖3-72差動(dòng)變間隙式電容傳感器結(jié)構(gòu)圖工作原理與類型3.3.1靈敏度推導(dǎo)設(shè)動(dòng)極板上移Δδ

。工作原理與類型3.3.1（3-90）簡(jiǎn)單變間隙式電容傳感器非線性誤差工作原理與類型3.3.1（3-91）差動(dòng)變間隙式電容傳感器差動(dòng)電容傳感器非線性誤差非線性誤差減小一個(gè)數(shù)量級(jí)。

工作原理與類型3.3.1（3-92）（1）線位移圖3-73變面積型電容傳感器原理圖

工作原理與類型3.3.1（3-93）變面積型電容傳感器3（2）電容式角位移傳感器

當(dāng)θ=0時(shí)當(dāng)θ≠0時(shí)圖3-74電容角位移傳感器原理圖

工作原理與類型3.3.1（3-94）圖3-75電容式液位傳感器

（1）根據(jù)各種介質(zhì)的介電常數(shù)不同，檢測(cè)液面高度。工作原理與類型3.3.1變介電常數(shù)型電容傳感器4同心圓柱狀極板，插入液體深度h，兩極板間構(gòu)成電容式傳感器（并聯(lián)）電容與液位的關(guān)系為：

工作原理與類型3.3.1（3-95）（2）位移測(cè)量

圖3-76變介質(zhì)介電常數(shù)型電容傳感器工作原理與類型3.3.1當(dāng)x=0時(shí)，傳感器的初始電容為當(dāng)被測(cè)電介質(zhì)進(jìn)入極板間X深度后，引起電容相對(duì)變化量為工作原理與類型3.3.1（3-96）電容傳感器等效電路3.3.2RCL圖3-77電容式傳感器等效電路RP由等效電路推導(dǎo)電容傳感器靈敏度電容傳感器等效電路3.3.2使用電容傳感器時(shí)，不宜隨便改變引線電纜的長(zhǎng)度，改變激勵(lì)頻率或改變電纜長(zhǎng)度都要重新校正傳感器的靈敏度。（3-97）電容傳感器測(cè)量電路3.3.3低通濾波器鑒頻器低頻放大器線性檢波電路外接振蕩器本機(jī)振蕩器混頻器限幅放大器3-78外差式調(diào)頻電路原理框圖

（3-98）調(diào)頻電路1電容傳感器測(cè)量電路3.3.3混頻后得到中頻信號(hào)輸出測(cè)量頻率或頻差得出被測(cè)位移。（3-99）電容傳感器測(cè)量電路3.3.3u-ACx∑～u0C3-79運(yùn)算放大器電路測(cè)量距離，輸入與輸出之間成線性關(guān)系。（3-100）運(yùn)算放大電路2電容傳感器測(cè)量電路3.3.3實(shí)現(xiàn)圖3-80雙T型電橋電路U0iC1iC2±UER