网络测控4改.pptx

长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院 第三章第三章 计算机测控系统中的传感器计算机测控系统中的传感器 长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.1 3.1 概述概述1.1.传感器定义传感器定义 传感器是借助检测元件将一种形式的信息转传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装置。换成另一种信息的装置。物理量物理量电量电量 目前，传感器转换后的信号大多为电信号。目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。号转换成电信号的装置。3.13.1概述概述长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.3.传感器的分类传感器的分类1)1)按被测物理量分类按被测物理量分类常见的被测物理量常见的被测物理量机械量机械量:长度长度,厚度厚度,位移位移,速度速度,加速度加速度,旋转角旋转角,转数转数,质量质量,重量重量,力力,压力压力,真空度真空度,力矩力矩,风速风速,流速流速,流量流量;声声:声压声压,噪声噪声.磁磁:磁通磁通,磁场磁场.温度温度:温度温度,热量热量,比热比热.光：光：亮度，色彩亮度，色彩3.13.1概述概述长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院2.2.传感器的构成传感器的构成 传感器由敏感器件与辅助器件组成。敏感器件传感器由敏感器件与辅助器件组成。敏感器件的作用是感受被测物理量，并对信号进行转换输出。的作用是感受被测物理量，并对信号进行转换输出。辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放大、辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。阻抗匹配，以便于后续仪表接入。dV3.13.1概述概述长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院机械式机械式,电气式电气式,光学式光学式,流体式等流体式等.2)2)按工作的物理基础分类按工作的物理基础分类:3.13.1概述概述长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院能量转换型和能量控制型能量转换型和能量控制型.3)3)按信号变换特征按信号变换特征:能量转换型能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作直接由被测对象输入能量使其工作.例如例如:热电偶温度计热电偶温度计,压电式加速度计压电式加速度计.能量控制型能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部从外部供给能量并由被测量控制外部 供给能量的变化供给能量的变化.例如例如:电阻应变片电阻应变片.3.13.1概述概述长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院4)4)按敏感元件与被测对象之间的能量关系按敏感元件与被测对象之间的能量关系:物性型物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换实现信号变换.如如:水银温度计水银温度计.结构型结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变依靠传感器结构参数的变化实现信号转变.例如例如:电容式和电感式传感器电容式和电感式传感器.3.13.1概述概述长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院5)5)按工作原理分类按工作原理分类:3.13.1概述概述(1)(1)电阻式传感器电阻式传感器(2)(2)电容式传感器电容式传感器(3)(3)电感式传感器电感式传感器(4)(4)压电式传感器压电式传感器(5)(5)磁电式传感器磁电式传感器(7)(7)光电式传感器光电式传感器(6)(6)热电式传感器热电式传感器(8)(8)光纤式传感器光纤式传感器(9)(9)新型传感器新型传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.23.2电阻式传感器电阻式传感器电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件非电量非电量非电量非电量电阻变化电阻变化电阻变化电阻变化3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.23.2电阻式传感器电阻式传感器3.2.1 3.2.1 电位器式电阻传感器电位器式电阻传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.23.2电阻式传感器电阻式传感器一、线绕电位器式传感器一、线绕电位器式传感器一、线绕电位器式传感器一、线绕电位器式传感器精密电位器精密电位器精密电位器精密电位器 机械位移信号机械位移信号机械位移信号机械位移信号电信号电信号电信号电信号转换元件转换元件转换元件转换元件位移位移位移位移长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.23.2电阻式传感器电阻式传感器1、线绕电位器的结构、线绕电位器的结构长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.23.2电阻式传感器电阻式传感器2、线绕电位器的输出特性、线绕电位器的输出特性电阻灵敏度电阻灵敏度电阻灵敏度电阻灵敏度电压灵敏度电压灵敏度电压灵敏度电压灵敏度线性电位器线性电位器线性电位器线性电位器（1 1）空载下）空载下）空载下）空载下长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.23.2电阻式传感器电阻式传感器（2 2）负载下）负载下）负载下）负载下令令令令分压系数分压系数分压系数分压系数负载系数负载系数负载系数负载系数长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.23.2电阻式传感器电阻式传感器负载误差负载误差负载误差负载误差相对负载误差相对负载误差相对负载误差相对负载误差 一定，对一定，对一定，对一定，对KK求一阶求一阶求一阶求一阶导数，并令其导数，并令其导数，并令其导数，并令其=0=0，得：，得：，得：，得：令令令令分压系数分压系数分压系数分压系数负载系数负载系数负载系数负载系数长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.23.2电阻式传感器电阻式传感器例例例例 设电位器总电阻设电位器总电阻设电位器总电阻设电位器总电阻 ，要求负载误差，要求负载误差，要求负载误差，要求负载误差 0.1%0.1%，确定负载电阻，确定负载电阻，确定负载电阻，确定负载电阻 。4 4、阶梯特性、误差和分辨率、阶梯特性、误差和分辨率、阶梯特性、误差和分辨率、阶梯特性、误差和分辨率3 3、减小电位器负载误差的方法、减小电位器负载误差的方法、减小电位器负载误差的方法、减小电位器负载误差的方法 负载系数减小法负载系数减小法负载系数减小法负载系数减小法长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.23.2电阻式传感器电阻式传感器阶梯误差阶梯误差阶梯误差阶梯误差电压分辨率电压分辨率电压分辨率电压分辨率行程分辨率行程分辨率行程分辨率行程分辨率长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.23.2电阻式传感器电阻式传感器二、非线绕电位器式传感器二、非线绕电位器式传感器二、非线绕电位器式传感器二、非线绕电位器式传感器1 1、薄膜电位器、薄膜电位器、薄膜电位器、薄膜电位器2 2、导电塑料电位器、导电塑料电位器、导电塑料电位器、导电塑料电位器基体、电阻膜带、电刷、转轴、导电环基体、电阻膜带、电刷、转轴、导电环基体、电阻膜带、电刷、转轴、导电环基体、电阻膜带、电刷、转轴、导电环合成膜电位器合成膜电位器合成膜电位器合成膜电位器金属膜电位器金属膜电位器金属膜电位器金属膜电位器3 3、光电电位器、光电电位器、光电电位器、光电电位器无接触式电位器无接触式电位器无接触式电位器无接触式电位器集成光电子技术集成光电子技术集成光电子技术集成光电子技术光电导层光电导层光电导层光电导层暗电阻暗电阻暗电阻暗电阻:绝缘体绝缘体绝缘体绝缘体明电阻明电阻明电阻明电阻:良导体良导体良导体良导体优点：精度、寿命、分辨率、可靠性高、阻值范围宽优点：精度、寿命、分辨率、可靠性高、阻值范围宽优点：精度、寿命、分辨率、可靠性高、阻值范围宽优点：精度、寿命、分辨率、可靠性高、阻值范围宽缺点：温度范围窄、输出电流小、输出阻抗较高缺点：温度范围窄、输出电流小、输出阻抗较高缺点：温度范围窄、输出电流小、输出阻抗较高缺点：温度范围窄、输出电流小、输出阻抗较高 结构复杂、体积和重量大结构复杂、体积和重量大结构复杂、体积和重量大结构复杂、体积和重量大长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院变阻器式传感器产品3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院案例：案例：重量的自动检测重量的自动检测-配料设备配料设备 比较比较重量设定原材料原材料原理：弹簧原理：弹簧-力力-位移位移 -电位器电位器-电阻电阻3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院案例：案例：煤气包储量检测煤气包储量检测煤气包煤气包钢丝钢丝原理：钢丝原理：钢丝-收线圈数收线圈数 -电位器电位器 -电阻电阻3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院案例：案例：玩具机器人（广州中鸣数码玩具机器人（广州中鸣数码 ）原理：电机原理：电机-转角转角 -电位器电位器 -电阻电阻3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.2.2 3.2.2 电阻应变式传感器电阻应变式传感器 电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化象。3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院1)1)工作原理工作原理上述任何一个参数变换均会引起电阻变化上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,求导数求导数金属应变片的电阻金属应变片的电阻R R为为代入代入3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院有：有：金属丝：金属丝：金属丝体积不变：金属丝体积不变：3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院有：有：对金属材料，导电率不变：对金属材料，导电率不变：金属丝应变片：金属丝应变片：3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院应变计金属应变计金属应变计3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院半导体应变计半导体应变计简化为：简化为：优点：灵敏度大优点：灵敏度大;体积小体积小;缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3)3)应变片的主要参数应变片的主要参数 4 4）其它表示应变计性能的参数（工作温度、滞后、）其它表示应变计性能的参数（工作温度、滞后、蠕变、零漂以及疲劳寿命、横向灵敏度等）。蠕变、零漂以及疲劳寿命、横向灵敏度等）。1 1）几何参数：表距）几何参数：表距L L和丝栅宽度和丝栅宽度b b，制造厂常用，制造厂常用 bLbL表示。表示。2 2）电阻值：应变计的原始电阻值。）电阻值：应变计的原始电阻值。3 3）灵敏系数：表示应变计变换性能的重要参数。）灵敏系数：表示应变计变换性能的重要参数。3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3)3)应变片测量电路应变片测量电路VER2R1R3R43.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院令：令：金属丝应变片：金属丝应变片：V V与应变成线形关系，可以用电桥测量电压测量应变与应变成线形关系，可以用电桥测量电压测量应变3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院电阻应变片的选择、粘贴技术电阻应变片的选择、粘贴技术 1.1.目测电阻应变片有无折痕目测电阻应变片有无折痕.断丝等断丝等 缺陷，有缺陷的应变片不能粘贴。缺陷，有缺陷的应变片不能粘贴。2.2.用数字万用表测量应变片电阻值大用数字万用表测量应变片电阻值大 小。同一电桥中各应变片之间阻值小。同一电桥中各应变片之间阻值 相差不得大于相差不得大于0.50.5欧姆欧姆.3.3.试件表面处理：贴片处置用细纱纸打磨干净，用试件表面处理：贴片处置用细纱纸打磨干净，用 酒精棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹为止。酒精棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹为止。4.4.应变片粘贴应变片粘贴:在应变片基底上挤一小滴在应变片基底上挤一小滴502502胶水，胶水，轻轻涂抹均匀，立即放在应变贴片位置。轻轻涂抹均匀，立即放在应变贴片位置。3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院5.5.焊线焊线:用电烙铁将应变片的引线焊接到导引线上。用电烙铁将应变片的引线焊接到导引线上。6.6.用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织，应用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织，应 大于大于500M500M欧。欧。7.7.应变片保护：用应变片保护：用704704硅橡胶覆于应变片上，防止硅橡胶覆于应变片上，防止 受潮。受潮。3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院电阻应变式传感器的应用：测力电阻应变式传感器的应用：测力3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院标准产品标准产品3.23.2电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院案例：案例：桥梁固有频率测量桥梁固有频率测量3.2 电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院案例：案例：电子称电子称原理将物品重量通过悬臂梁转化结构变形再通过应变片转化为电量输出。3.2 电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院案例：冲床生产记数案例：冲床生产记数 和生产过程监测和生产过程监测3.2 电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院案例：机器人握力测量案例：机器人握力测量3.2 电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.2 电阻式传感器电阻式传感器案例：案例：振动式地音入侵探测器振动式地音入侵探测器 适合于金库、仓库、古建筑的防范，挖墙、打适合于金库、仓库、古建筑的防范，挖墙、打洞、爆破等破坏行为均可及时发现。洞、爆破等破坏行为均可及时发现。长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.2 电阻式传感器电阻式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.33.3电容式传感器电容式传感器3.3 3.3 电容式传感器电容式传感器电容元件电容元件电容元件电容元件 非电量非电量非电量非电量电容量变化电容量变化电容量变化电容量变化 19201925 19201925 电容传感器用于测量电容传感器用于测量电容传感器用于测量电容传感器用于测量 7080 7080年代，应用广泛年代，应用广泛年代，应用广泛年代，应用广泛 集成电容传感器集成电容传感器集成电容传感器集成电容传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.3.1 电容式传感器的原理和结构电容式传感器的原理和结构一、基本工作原理一、基本工作原理一、基本工作原理一、基本工作原理C C 电容量，单位：电容量，单位：电容量，单位：电容量，单位：F F 法拉法拉法拉法拉 真空介电常数，真空介电常数，真空介电常数，真空介电常数，8.85108.8510-12-12F/mF/m 极板间介质的相对介电常数极板间介质的相对介电常数极板间介质的相对介电常数极板间介质的相对介电常数A A 极板的有效面积（极板的有效面积（极板的有效面积（极板的有效面积（mm2 2）两平行极板间的距离（两平行极板间的距离（两平行极板间的距离（两平行极板间的距离（mm）1 1、平板电容器、平板电容器、平板电容器、平板电容器3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院2 2、圆筒形电容器、圆筒形电容器、圆筒形电容器、圆筒形电容器3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院二、变间隙型电容传感器二、变间隙型电容传感器极板上移：极板上移：1 1、基本特性、基本特性、基本特性、基本特性3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院讨论：讨论：讨论：讨论：（1 1）略去高次项）略去高次项）略去高次项）略去高次项3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院（2 2）考虑二次项）考虑二次项）考虑二次项）考虑二次项2 2、有介电层的变间隙型电容传感器、有介电层的变间隙型电容传感器、有介电层的变间隙型电容传感器、有介电层的变间隙型电容传感器3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3 3、差动式变间隙型电容传感器、差动式变间隙型电容传感器、差动式变间隙型电容传感器、差动式变间隙型电容传感器动极板上移：动极板上移：动极板上移：动极板上移：初始位置时，初始位置时，初始位置时，初始位置时，3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院提高一倍提高一倍提高一倍提高一倍减小减小减小减小略去高次项：略去高次项：略去高次项：略去高次项：3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院三、变面积型电容传感器三、变面积型电容传感器三、变面积型电容传感器三、变面积型电容传感器中间极移动式变面积型中间极移动式变面积型中间极移动式变面积型中间极移动式变面积型差动结构变面积型差动结构变面积型差动结构变面积型差动结构变面积型板状线位移变面积型板状线位移变面积型板状线位移变面积型板状线位移变面积型角位移变面积型角位移变面积型角位移变面积型角位移变面积型筒状线位移变面积型筒状线位移变面积型筒状线位移变面积型筒状线位移变面积型结构型式结构型式结构型式结构型式1 1、板状线位移变面积型、板状线位移变面积型、板状线位移变面积型、板状线位移变面积型线性线性线性线性3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院线性线性线性线性线性线性线性线性3 3、筒状线位移变面积型、筒状线位移变面积型、筒状线位移变面积型、筒状线位移变面积型2 2、角位移变面积型、角位移变面积型、角位移变面积型、角位移变面积型3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院4 4、中间极移动式变面积型、中间极移动式变面积型、中间极移动式变面积型、中间极移动式变面积型3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院5 5、差动结构变面积型、差动结构变面积型、差动结构变面积型、差动结构变面积型扇形平板结构扇形平板结构扇形平板结构扇形平板结构柱面型结构柱面型结构柱面型结构柱面型结构3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院四、变介质型电容传感器四、变介质型电容传感器四、变介质型电容传感器四、变介质型电容传感器例例例例3-3-1:1:参考文献：参考文献：参考文献：参考文献：“高静电场下的薄膜测厚技术高静电场下的薄膜测厚技术”，仪表技术与传感器仪表技术与传感器，2001年年8期期3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院例例例例3-2 3-2 电容式液位传感器电容式液位传感器电容式液位传感器电容式液位传感器线性线性线性线性1 1、“用用用用MATLABMATLAB语言建立液位电容传感器特性的数学语言建立液位电容传感器特性的数学语言建立液位电容传感器特性的数学语言建立液位电容传感器特性的数学 模型模型模型模型”，传感器技术传感器技术传感器技术传感器技术，20012001年年年年6 6期期期期参考文献：参考文献：参考文献：参考文献：2 2、“射频电容式传感器的研究与应用射频电容式传感器的研究与应用射频电容式传感器的研究与应用射频电容式传感器的研究与应用”，传感器技传感器技传感器技传感器技 术术术术，20012001年年年年2 2期期期期3.33.3电容式传感器电容式传感器长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院3.3.1 电容式传感器测量电路电容式传感器测量电路（一）普通交流电桥（一）普通交流电桥C：电容传感器的电容Z：等效配接阻抗C0、Z：固定电容、固定阻抗长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院电桥初始状态调至平衡，当传感器电容电桥初始状态调至平衡，当传感器电容C变化时，变化时，电桥失去平衡而输出电压，此交流电压的幅值随电桥失去平衡而输出电压，此交流电压的幅值随C而变化。电桥的输出电压：而变化。电桥的输出电压：Z为电容臂阻抗；为电容臂阻抗；Z为传感器电容变化时对应的阻抗增量；为传感器电容变化时对应的阻抗增量；Zi为电桥输出端放大器的输入阻抗。为电桥输出端放大器的输入阻抗。长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院（二）调频电路（二）调频电路调频测量电路把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部调频测量电路把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分。当输入量导致电容量发生变化时分。当输入量导致电容量发生变化时,振荡器的振荡频率振荡器的振荡频率就发生变化。就发生变化。LL振荡回路的电感；振荡回路的电感；CC振荡回路的总电容振荡回路的总电容C=CC=C1 1+C+Ci i+C+C0 0CC；C C1 1：振荡回路固有电容：振荡回路固有电容C Ci i：传感器引线分布电容：传感器引线分布电容C C0 0CC：传感器的电容：传感器的电容长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院简化图简化图当被测信号为0时，C=0，则C=C1+Ci+C0振荡器固有频率f0：n 虽然可将频率作为测量系统的输出量，用以判断被测非电虽然可将频率作为测量系统的输出量，用以判断被测非电量的大小量的大小,但此时系统是非线性的，不易校正，因此加入鉴频但此时系统是非线性的，不易校正，因此加入鉴频器，器，将频率的变化转换为振幅的变化，经过放大就可以用仪将频率的变化转换为振幅的变化，经过放大就可以用仪器指示或记录仪记录下来。调频振荡器的振荡频率：器指示或记录仪记录下来。调频振荡器的振荡频率：长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院长安大学信息工程学院（四）运算放大器式电路（四）运算放大器式电路运算放大器特点：放大倍数运算放大器特点：放大倍数K非常大，输入阻抗非常大，输入阻抗Zi很高。很高。K：虚地点：虚地点 Cx:电容式传感器；电容式传感器；Ui：交流电源电压；：交流电源电压；U0：输出信号电：输出信号电压压 K CxC0UiU0IXIi输出电压输出电压u u0 0与动片机械位移与动片机械位移d d成线性关系。成线性关系。