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以平板电容器(图1)为例,当不考虑边缘电场的影响时,有:
式中C为电容为电容极片间介质的介常数;A为极片的面积;s为极片间的距离。
将电容应变计安装在构件表面上,电容应变计的电容相对变化△C/C与引起此变化的构件表面在应变计轴线方向的尺寸相对变化△l/l(即应变量ε)之比,称为电容应变计的灵敏系数(K):
它表示电容应变计输出信号和输入信号之间数量上的关系。
电容应变计的优点是灵敏系数大(从十至一百)频率响应高,能在恶劣环境(如高温、低温、核辐射环境)工作,重复性好,稳定性高。
输出的阻抗高、信号小,故测量线路比较复杂;易受电缆的寄生电容所影响,故应有良好的屏蔽和较高的绝缘电阻。电容应变计还可以采取多路同时测量的方式,已研制出一百路同时工作的电容应变计测量系统。
常用的电容应变计有三种:弓形电容应变计、平坂式电容应变计、杆式电容应变计。
在两条曲率不同的镍基合金弓形条之间,安装一对电容极片,用点焊法将弓形条的两端固定在试件上(图 2)。它的工作温度范围为-269~+650℃,以空气为介质,介电常数不随温度变化,故工作稳定,零点漂移极小。
在一个镍络合金的菱形框架上开出形梢,中部的槽中装入四片不锈钢电容极片,各极片之间以及极片与框架 之间用云母片隔开。框架的两对角处装有安装耳片(图3)。可用点焊或用高温粘结剂将安装耳片固定于试件表面,或在安装耳片上冲出小孔,用火焰喷涂陶瓷材料进行固定。当试件产生应力时,通过菱形框架使电容极片间的距离变动,电容就相应变动。当应变计受热时,云母的介电常数变动,也会使电容发生变化,但可利用菱形框架和试件的膨胀系数的差异,使此效应互相抵消,这种应变计的工作温度可达站954℃。
在一个安装板的圆杆上装一对圆筒形的内电容极片,用陶瓷体使它和圆杆绝缘;在另一安装板上装一个环形 外电容极片,套在内电容极片上,内外电容极片应保持同心,以空气绝缘(图4)。圆杆和试件的材料必须相同,以达到温度补偿的效果。此内外电容极片构成差动电容器,试件上的应变使得内外电容极片交叠的面积变动而引起电容变化。电容的相对变化和应变有线性关系。这种应变计还可以反映应变的方向(压缩或拉伸)。它的最高工作温度可达816℃。
电容话筒的捡声原理是利用一张极薄的镀金膜,作为电容的一个极,与其相隔零点电容话筒 电容话筒 几毫米,有另外一个固定电极,这样形成一个几P法拉的电容器,薄膜电极跟随声波振动而造成电容的容量变化,形成电信...
:电风扇的电容不是调速用的,是启动用的,称为启动电容。因为家居使用的是单相交流电,无法在定子绕组中产生旋转磁场。在两个相互垂直的磁极绕组中,有一组串入一电容,使电流落后90度,这样两组定子线圈的合成磁...
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电容式液位计工作原理
b 电容式液位计原理? 答:电容传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性 质和含量,从而使电容量发生变化的原理制成的。主要用于 压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。电容式 液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一 根金属棒插入盛液容器内,金属棒作为电容的一个极,容器 壁作为电容的另一极。 两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电 常数 ε1和液面上的介电常数 ε2不同,比如: ε1>ε2,则当 液位升高时,两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量 增大。反之当液位下降, ε值减小,电容量也减小。 所以,可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。 电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值,而 且,只有 ε1和 ε2的恒定才能保证液位测量准确,因被测介 质具有导电性,所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。电容液位 计体积小,容易实现远传和调节,适用于具有
电容工作原理及作用
电容工作原理及作用 电容指的是在给定电位差下的电荷储藏量;记为 C,国际单位是法拉( F)。一般来说,电荷 在电场中会受力而移动, 当导体之间有了介质, 则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导 体上;造成电荷的累积储存,最常见的例子就是两片平行金属板。也是电容器的俗称。 电容( Capacitance )亦称作 “电容量 ”,是指在给定电位差下的电荷储藏量,记为 C,国际 单位是法拉( F)。一般来说,电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻 碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上, 造成电荷的累积储存, 储存的电荷量则称为电 容。因电容是电子设备中大量使用的电子元件之一, 所以广泛应用于隔直、 耦合、旁路、 滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。 电容的作用 作为无源元件之一的电容,其作用不外乎以下几种: 1、应用于电源电路,实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。下面分类详述之: 1)
第1章 绪论
1.1 实验固体力学电测技术的任务与概况
1.2 应变电测与传感技术的特点
1.3 应变电测与传感技术的各种应用
第2章 应变计
2.1 电阻应变计的基本结构和工作原理
2.2 电阻应变计的各项工作特性
2.3 电阻应变计的类型
2.4 半导体应变计
2.5 电容应变计
第3章 传感器
3.1 传感器的一般特性
3.2 应变诗式传感器的基本原理与设计
3.3 各种应变计式传感器的构造和特性
3.4 压阻式传感器
3.5 压电式传感器
3.6 电容式传感器
3.7 电感式传感器
第4章 测量电路
4.1 电桥测量电路
4.2 电容测量电路
4.3 电荷测量电路
第5章 测试仪器
5.1 应变测量仪器种类和电阻应变仪基本工作原理
5.2 电阻应变仪的工作特性及其标准
5.3 数字应变仪和应变测量采集系统
第6章 静动态应力应变测量技术
6.1 静态应力应变测量技术
6.2 动态应力应变测量技术
第7章 特殊条件下应力测量技术
7.1 高低温条件下应力测量技术
7.2 高压液下应力测量技术
7.3 运动构件应力测量技术
7.4 残余应力测量技术
7.5 应变电测方法在其他领域中的应用
第8章 数字信号处理技术
8.1 信号的描述及分类
8.2 数据的采集与预处理
8.3 数字信号处理技术
8.4 数字信号处理中的几个重要问题
8.5 数字信号处理系统
8.6 数字信号处理技术的应用
附录
Ⅰ 教学实验项目
Ⅱ 习题
主要参考文献