实验三电容式传感器静、动态特性实验
一、实验目的：
1. 了解电容式传感器结构及其特点。

2. 了解电容传感器的动态性能的测量原理与方法。

二、需用器件与单元：
电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、相敏检波、低通滤波模板、数显单元、直流稳压源、双踪示波器。

三、实验步骤：
1、按实验二的图2-1安装示意图将电容传感器接于电容传感器实验模板上。

2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模板，实验线路见图3-1。

图3-1 电容传感器位移实验接线图
3、将电容传感器实验模板的输出端V01与数显表单元V i相接(插入主控箱V i孔)，R w调节到中间位置。

4、接入±15V电源，旋动测微头推进电容传感器动
极板位置，每间隔0.2mm记下位移X与输出电压值，填入表3-1。

5、根据表3-1的数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差δf。

6、传感器安装图同实验二图2-1，按图3-1接线。

实验模板输出端V01 接滤波器输入端。

滤波器输出端V，接示波器一个通道（示波器Ｘ轴为20ms/div、Y轴示输出大小而变）。

调节传感器连接支架高度，使Ｖ01输出在零点附近。

7、主控箱低频振荡器输出端与振动源低频输入相接，振动频率选6～12Hz之间，幅度旋钮初始置０。

8、输入±15V电源到实验模板，调节低频振荡器的频率与幅度旋钮使振动台振动幅度适中，注意观察示波器上显示的波形。

9、保持低频振荡器幅度旋钮不变，改变振动频率，可以用数显表测频率（将低频振荡器输出端与数显Fin输入口相接，数显表波段开关选择频率档）。

从示波器测出传感器输出的Ｖ01峰－峰值。

保持低频振荡器频率不变，改变幅度旋钮，测出传感器输出的Ｖ01峰－峰值。

四、思考题：
1、试设计利用ε的变化测谷物湿度的传感器原理及结构？能否叙述一下在设计中应考虑哪些因素？
2、为了进一步提高电容传器灵敏度，本实验用的传感器可作何改进设计？如何设计成所谓容栅传感器？
3、根据实验所提供的电容传感器尺寸，计算其电容量
C O和移动0.5mm时的变化量，（本实验外圆半径R=8mm，内圆柱外半径r=7.25mm，外圆筒与内圆筒覆盖部分长度1=16mm。