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课件网) 电容式传感器 册 别：选择性必修2 学 科：高中物理（人教版） 第二节 常见传感器的工作原理及应用 （1）电容式传感器 若忽略边缘效应，其电容量： ———极板间介质的相对介电常数（对于空气介质， ≈1）； S ———极板间相互覆盖的有效面积； ———极板间距 问：利用平行板电容器，制作传感器？ 感知S变化 感知变化 感知变化 平行板电容器 电容Cθ 与角位移 θ 呈线性关系 ①.转动式位移传感器 1.变面积型电容传感器 θ=0时: 当转动角位移为θ: ②.平动式位移传感器 结论： =0时: 当平动位移为: 电容 与位移呈线性关系。 ③.圆筒式位移传感器 当内筒： 电容 与内筒位移成线性关系。 =0时: 2.变介质型电容传感器 变介质型电容传感器可以用于测量电介质的厚度、液位等； 还可根据极间介质的介电常数随温度、湿度改变而改变来间接测量介质材料的温度、湿度等。 液位测量传感器 油量表 辨析：这两种电容式传感器的工作原理有区别吗？ 变面积型电容式传感器 变介质型电容式传感器 解析：右图相当于两个电容串联： （怎么区分串联还是并联？） 例1.如图所示，当平行板电容器中插入其他电介质（如纸张、塑料膜等）时，可以测量所插入电解质的介电常数或厚度。试分析其测量原理。 电容C与两个变量之间虽非线性关系，但存在一一对应的确定关系： ①.当、 已知时，可用来测量介质的介电常数———当作介电常数测量仪； ②.当、 已知时，可用来测量———当作测厚仪 3.变极间距型电容传感器 推导：极板间距相对变化导致电容相对变化的规律 结论：电容的相对变化量△C与极板间距离变化量近似呈线性关系。 当 得到 电容式加速度传感器 电容式压力传感器 例2：图示为一款转速测量仪。试分析其测量原理。 （单位：r/min） 设齿数为z，频率为f,则转速 改变S 小结： 利用电容器可用于制作各种传感器，有三种方案： 变面积型电容传感器 变介质型电容传感器 变极间距型电容传感器 改变d 改变
