电容传感器与应变片技术解析

"该文档是测试技术课程的课后习题答案，主要涉及传感器的知识，特别是电容传感器的计算和不同类型传感器的工作原理比较。同时，解答中还提到了应变片的灵敏系数、自感式传感器与差动变压器式传感器的异同，以及电容式传感器的抗干扰问题和解决方案。" 在电容传感器部分，问题涉及到一个平行极板电容器，其初始极板间距为0.3mm，当极板间距离变化±1μm时，计算电容的变化量。根据电容公式C=ε₀A/δ，其中ε₀为空气的介电常数，A为极板面积，δ为极板间距，可以推算出电容的变化量ΔC。同时，通过测量电路和读数仪表的灵敏度，计算出在Δδ=±1μm时，读数仪表的变化量。 接着，文档解释了应变片的灵敏系数概念，指出应变片的灵敏系数通常小于电阻丝的灵敏系数，这是由于基底、粘结剂和敏感栅材料弹性模量差异以及横向效应导致的应变不均匀传递。 对于金属应变片与半导体应变片的工作原理对比，金属应变片依赖于电阻的变化，而半导体应变片则是利用压阻效应，即电阻率随压力变化而变化。 在自感式传感器与差动变压器式传感器的比较中，两者都属于电感式传感器，但前者将非电量转换为自感系数变化，后者转换为互感系数变化。尽管螺管式自感传感器的灵敏度较低，但由于其示值范围大、线性好、制造方便、可互换性优良，因此在实践中广泛应用。 最后，电容式传感器容易受到干扰的原因在于其自身电容小，而连接电缆电容大，导致灵敏度降低和输出不稳定。解决办法包括使用集成电路将放大测量电路内置到传感器内部，以减少电缆引起的干扰，提高测量精度。 这个文档提供了丰富的测试技术与传感器理论知识，适合学生复习和教师教学参考。