专题六 电涡流式传感器和电容式传感器（课件）-浙江省职教高考《传感器及应用》第2版 讲练测

专题六：电涡流式传感器和电容式传感器 《传感器及应用》（第2版） 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 目录 常见考点： 1. 理解电涡流传感器的工作原理，如何利用电涡流感应来实现对目标物体的测量参数的非接触感知。 2. 掌握电涡流传感器的基本构造，包括其主要组成部分和功能区分，同时理解其测量转换电路的工作原理。 3. 了解电涡流传感器的应用领域，并理解其在不同应用中的优势或限制。 4. 了解电容式传感器的工作机制，明白它如何利用电容的变化来对目标物体的特定参数进行测量，以及其典型的结构形式。 5. 了解电容式传感器的测量电路是如何工作的，以及电容式传感器在实际应用中的使用情况. 一.考纲解读 考试要求： 1. 了解电涡流传感器、电容式传感器的基本工作原理。 2. 理解电涡流传感器的结构和测量转换电路：包括介绍电涡流传感器的主要组成部分，并了解其测量转换电路的原理和作用。 3. 熟悉电涡流式传感器的应用：包括介绍电涡流传感器在工业、汽车、航空航天等领域的具体应用情况，并了解其优势和局限性。 4. 理解电容式传感器的结构方式、了解其常见的结构方式。 5. 了解电容式传感器的测量转换电路和应用：包括介绍电容式传感器的测量转换电路的原理和作用，以及常见的应用领域。 一.考纲解读 易考题型： 1.简答题：解释电涡流传感器及其测量转换电路、电容式传感器的测量转换电路的工作原理。 2.计算题：根据给定的传感器参数和目标物体的特性，计算出传感器的输出值、测量值等物理量的值。 3.应用题：根据具体场景，运用所学知识解决与电涡流式传感器和电容式传感器相关的问题。例如提供一个具体的应用场景，要求学生根据场景描述分析并选择合适的传感器。。 一.考纲解读 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 1. 电涡流式传感器的基本工作原理 金属导体置于变化的磁场中，导体内就会有感应电流产生，这种电流在金属体内自行闭合，通常称为电涡流。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从而使激励线圈的阻抗发生变化。电涡流式传感器的工作原理就是基于这种涡流效应。凡是能引起涡流变化的非电量，例如金属的电导 率、磁导率、几何形状、线圈与导体间的距离等，均可通过测量线圈的等效电阻、等效电感、等效阻抗来获得，这就是电涡流式传感器的工作原理。 2. 电涡流式传感器的结构和测量转换电路 结构：主要是一个固定在框架上的扁平圆线圈，线圈的导线要求选用电阻率小的材料，一般采用多股漆包铜线或银线绕制而成，放在传感器的端部。框架要求用损耗小，电性能好、热膨胀系数小的材料，一般可选用聚四氟乙烯、高频陶瓷等制成。 测量转换电路：电涡流式传感器的测量转换电路有电桥法、调幅法和调频法。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 3. 电涡流式传感器的应用 位移测量：电涡流式传感器可用来测量各种形状金属导体试件的位移量。 振幅测量：电涡流式传感器可以无接触地测量旋转轴的径向振动；也可以测量汽轮机涡轮叶片的振幅。 转速测量：输出信号经放大、变换后，可以用频率计测出其变化频率，从而测出转轴的转速。 电涡流探伤：利用电涡流式传感器可以检查金属表面裂纹、热处理裂纹以及得接处的缺陷等。 4．电容式传感器的基本工作原理 利用介电层的电容值与被测介质的特性变化相关，实现对被测介质的测量。 电容式传感器通常由两个电极（也称为测量电极）和介电层组成。当电容式传感器与被测介质接触时，被测介质作为一种介电体存在于两个电极之间的介电层中。 当电容式传感器所在的电极通电产生电场时，介电层内的电场分布会受到被测介质的影响。被测介质的特性变化，例如湿度、液位等，会导致介电层中介质的电容值发生变化。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 5.电容式传感器的测量转换电路 桥式电路：单臂接法的桥式转换电路，高频电源经变压器接到电桥的一条对角线上，交流电桥平衡时电容桥式电路常常与谐振电路相结合，通过对整个电路的频率进行调节，找到当谐振频率（电桥平衡）时的电压峰值。 调频电路：当输入量使电容量发生变化后，就使振荡器的振荡频率发生变化。频率的变化在鉴频器中变换为电压振幅的变化，经过放大后就可以用仪表指示或用记录仪器记录下来。调频接收系统可以分为直放式调频和外差式调频两种类型。 脉冲宽度调制电路：脉冲宽度调制电路是利用对传感器电容的充放电，电路输出脉冲的宽度随电容式传感器的电容量变化而改变，通过低通滤波器得到对应于被测量变化的直流信号。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 6. 电容式传感器的应用 压力测量 ：被测压力或差压作用于膜片电极上，并使它产生位移时，两极板