专题四 电涡流式传感器、电容式传感器（课件）-四川省职教高考《传感器及应用》（高教版）专题复习讲练测

专题四.电涡流式传感器、电容式传感器 《传感器及应用》（高教社） 专题复习讲练测 1 目录 考纲解读 1 知识点梳理 2 考题讲解 3 课内练习 4 归纳小结 5 2 常见考点： 电涡流式传感器的基本工作原理是基于电磁感应原理产生涡流来实现测量。 电涡流式传感器的结构包括线圈和感应部分，感应部分通常由金属板等导电材料构成。 电涡流式传感器的测量转换电路通常使用电压测量电路来检测涡流变化并转换成可读取的信号。 电涡流式传感器广泛应用于金属检测、轴承磨损检测等领域。 一.考纲解读 3 一.考纲解读 01 1.理解电涡流式传感器的概念； 02 2.能够描述电涡流式传感器和电容式传感器的结构组成； 03 3.掌握电涡流式传感器和电容式传感器的测量转换电路； 4 易考题型： 1.单选题：理解电容式传感器的基本工作原理是通过测量感应部分之间的电容变化来实现参数测量。 2. 判断题：掌握电容式传感器的结构形式包括平行板电容器、圆柱形电容器等，最常见结构是平行板电容器。 3. 填空题：在电容式传感器的测量转换电路中，常使用电容检测电路来将电容变化转换成电压或电流信号。 4. 简答题：要求学生掌握电容式传感器在位移测量、压力测量等领域有着广泛的应用。 5. 综合应用题：能够分析和解决电涡流式传感器。 一.考纲解读 5 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 6 知识点梳理： 1. 变间隙式电容传感器一般用来测量微小的线位移(零点一微米至零点几毫米);变面积式电容传感器一般用于测角位移(一角秒至几十度)或较大的线位移;变介电常数式电容传感器常用于固体或液体的物位测量以及各种介质的湿度、密度的测定。 二.知识点梳理和重点概念复习 7 2.调频电路 电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分，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。外差式调频线路比较复杂，但选择性好，特性稳定，抗干扰性能优于直放式调频。图2-43a、b分别表示这两种调频系统。 二.知识点梳理和重点概念复习 8 知识点梳理： 3.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。脉冲宽度调制电路如图2-44所示。 二.知识点梳理和重点概念复习 9 知识点梳理： 4.压力测量 电容式压力传感器的结构示意图如图2-45所示，其中膜片电极为电容器的动极板。当被测压力或差压作用于膜片电极上，并使它产生位移时，两极板间距离将发生改变，从而导致电容器的电容量改变。当两极板间距离d很小时，压力和电容量之间为线性关系。 二.知识点梳理和重点概念复习 10 5.加速度测量 图2-46所示为一种空气阻尼电容式加速度传感器。该传感器采用差动式结构，有两个固定电极，两极板间有一用弹簧支撑的质量块。此质量块的两个端平面经磨平抛光后作为可动极板。当传感器测量垂直方向的振动时，由于质量块的惯性作用，使两固定极板相对质量块产生位移，此时上下两个固定电极与质量块端面之间的电容量产生变化而使传感器有一个差动的电容变化量输出。 二.知识点梳理和重点概念复习 11 6.固体料位测量 测量固体块状、颗粒体及粉料的料位时，由于固体摩擦较大，容易产生滞留现象，所以一般可用极棒和容器壁组成电容器的两个电极来测量非导电固体物料的料位，如图2-47所示。当固体物料的料位发生变化时，会引起极间不同介电常数介质的高度发生变化，因而导致电容变化。如果要测量导电固体料位，可以在电极外套以绝缘套管。 二.知识点梳理和重点概念复习 12 7.转速测量 电容式转速传感器的结构原理如图2-48所示。当电容式传感器的极板与齿顶相对时电容量最大，而电容极板与齿隙相对时电容量最小。当齿轮旋转时，电容量发生周期性变化，通过转换电路即可得到脉冲信号。频率计显示的频率代表转速的大小。 二.知识点梳理和重点概念复习 13 重点概念复习： 1.电涡流式传感器基本工作原理：理解电涡流产生的原理，即电磁感应原理，以及涡流与感应部分之间的关联，了解如何利用涡流实现参数测量。 2.电涡流式传感器结构与测量转换电路：掌握电涡流式传感器的组成结构，包括线圈、感应部分等，以及常见的测量转换电路，如电压检测电路，将涡流变化转换成可读取的信号。 3.电涡流式传感器的应用：熟悉电涡流式传感器在实际应用中的场景和领域，如金属检测、轴承磨损检测等，了解其在工业领域的重要作用。 二.知识点梳理和重点概念复习 14 1.电涡流式传