电容式称重传感器原理图

东北石油大学

课 程 设 计

课 程 传感器课程设计

题 目 电容式重量测量系统设计 院 系 电气信息工程学院 专业班级 测控技术与仪器12-2 学生姓名 学生学号 指导教师 邹彦艳 刘继承

2015年7 月 8

任务书

课程 传感器课程设计 题目 电容式重量测量系统

专业 测控技术与仪器 姓名 桂存斌 学号 120601240210 主要内容：

电容式重量传感器：设计的传感器根据受压不同，输出信号不同。

本设计要求完成重量传感器的设计，采用电容式设计电路。电容式称重传感器是要求把被称物体重量转换为电容容量变化的一种传感器。通常为差动变间距电容式称重传感器，采用调频电路，要求是一个具有可变参数的电容器。 基本要求：

1、按照技术要求，

武汉理工大学《传感器原理及应用》课程设计说明书

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

前 言

传感器是感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号（通常为电信号）的器件或装置，传感器是发展仪器仪表、自动控制和广泛应用计算机的前提条件。《传感器原理与应用》课程主要研究各类传感器的工作原理、简单结构以及实际的应用。

本课程设计时间为两周，课程设计旨在培养学生的综合应用能力，通过本实践环节，使学生加深对理论知识的理解，加深对传感器性能、检测电路的形式与配接、信号的分析与处理等内容的了解，使学生对测控系统的应用与设计有感性认识，为后续课程、毕业设计和工程实践服务。

本文设计了一个电阻应变式的称重传感器。电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形

选填,简要介绍文档的主要内容,方便文档被更多人浏览和下载。

一、基本原理和结构类型 四、测量电路 二、输入－输出特性 五、电容传感器的一些特殊问题

三、等效电路分析

六、电容式传感器的应用

选填,简要介绍文档的主要内容,方便文档被更多人浏览和下载。

电容器是电子技术的三大类无源元件 (电阻、电感和电容)之一，利用电容器的 原理，将非电量转化为电容量，进而实现 非电量到电量的转化的器件称为电容式传 感器。电容式传感器已在位移、压力、厚 度、物位、湿度、振动、转速、流量及成 分分析的测量等方面得到了广泛的应用。 电容式传感器作为频响宽、应用广、非接 触测量的一种传感器，是很有发展前途的。

选填,简要介绍文档的主要内容,方便文档被更多人浏览和下载。

一、基本原理和结构类型

典型的电容式传感器中的电容通常做成平行平面形或平 行曲面形。 以平行平面电容器为例分析，当极板的集合尺寸（长和宽） 远大于极间距离和介质均匀条件下（此时电场的边缘效应可忽 略），平行平面电容器电容为 s

C

式中：

d

s ——两个极板相互覆盖的面积；

常数为 0 8.85 10 12 F m

——极板间介质的介电常数（空气或真空的介电

）

d ——两个极板间的距离；

选填,简要介绍文档的主

武汉理工大学《传感器原理及应用》课程设计说明书

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

前 言

传感器是感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号（通常为电信号）的器件或装置，传感器是发展仪器仪表、自动控制和广泛应用计算机的前提条件。《传感器原理与应用》课程主要研究各类传感器的工作原理、简单结构以及实际的应用。

本课程设计时间为两周，课程设计旨在培养学生的综合应用能力，通过本实践环节，使学生加深对理论知识的理解，加深对传感器性能、检测电路的形式与配接、信号的分析与处理等内容的了解，使学生对测控系统的应用与设计有感性认识，为后续课程、毕业设计和工程实践服务。

本文设计了一个电阻应变式的称重传感器。电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形

太原理工大学现代科技学院

《传感器原理与应用》课程设计

设计名称 应变式称重传感器设计 专业班级 测控11-2 学 号 2011101471 姓 名 李玉堃 同 组 人 王鑫 王海平

设计日期 2015年1月

太原理工大学现代科技学院

课程设计任务书

专业班级 设计名称 测控11-2 学生姓名 李玉堃 课程名称 设计周数 传感器原理及应用 应变式称重传感器设计 1.5周 设计 任务 主要 设计 参数 主要性能指标(量程0-1kg) 设计内容 设计要求 应变式称重传感器的选择；工作原理设计；分类与结构设计；测量电路设计 [1] 陶宝祺.电阻应变式传感器.北京:国防工业出版社,1993 主要参考 [2]刘迎春、叶湘滨.传感器原理与应用.长沙:国防科技大学出版社,2006 资 料 [3]单成祥.传感器的理论与设计基础及其应用.北京:国防工业出版社,1999 学生提交 归档文件 注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺

序进行装订上交（大张图纸不必装订） 2.

美国世铨称重传感器由广州南创编辑

美国世铨称重传感器

广州南创 谭工

美国世铨称重传感器公司专门从事称重传感器的生产和销售，主要用于实验室、工业和商业环境中分析、检测等称重设备，美国世铨称重传感器于2002年被Vishay收购，使得威世在称量产业进入了基于应变计的传感器和仪器仪表的全球市场，并且也实现了垂直市场整合的战略。

美国世铨称重传感器品牌称重传感器类型：悬臂梁称重传感器，S型称重传感器，单点式称重传感器，双剪切梁称重传感器，轮辐式称重传感器，波纹管称重传感器，柱式称重传感器，称重模块。

美国世铨称重传感器品牌产品种类：称重传感器，称重显示仪表，系统控制器，测力峰值器，资料处理器，放大器，大屏幕显示器，工业桌秤，工业天平，工业台秤，平台秤，U型秤，叉车秤，缓冲秤，工艺秤，钢瓶秤，吊钩秤，包装秤，散料秤，皮带秤，配料秤称重传感器

美国世铨称重传感器由广州南创编辑

美国世铨称重传感器品牌用途：搅拌机称重传感器、输送带称重传感器、灌装称重传感器、平台秤称重传感器、包装机称重传感器、纺织机称重传感器、皮带秤称重传感器、配料秤称重传感器，给煤机称重传感器，计数秤称重传感器，船舶称重传感器，漏斗秤称重传感器，汽车衡称重传感器，筒仓称重传感器，立罐称重传感器，糟罐

传感器原理及工程应用（论文）

基于电容式 脉冲测水位传感器

学生姓名： 学生学号： 指导教师：任爽

所在学院：信息技术学院 专 业：电气工程及其自动化

中国·大庆 2011 年 12 月

摘要

摘要

电容式脉冲测水位传感器利用开关电容传感器将水位参量直接转换成具有与其相应宽度的脉冲，并通过调零网络后输入到74LS393所组成的串码/并码变换电路后转换为12位并码输入到89S52单片机中，通过单片机的数据采集、数字滤波数和据处理后在LED数码管显示出来．系统中还设有两个扩展输出接口，一个是4—20mA标准模拟远传信号，另一个为485通讯接口。此外，系统可在量程内连续设定高低水位超限的界定值，并有相应的报警输出。本设计采用开关电容传感器。它具有结构合理、响应快、稳定可靠、使用范围广泛等突出特点，可进行各种导电介质液位的在线实时监测。

关键词：水位监控 开关电容式传感器 单片机 测量电路

I

目录

目录

摘要 ..................................................................................................... I 前言 ..

美国世铨称重传感器由广州南创编辑

美国世铨称重传感器

广州南创 谭工

美国世铨称重传感器公司专门从事称重传感器的生产和销售，主要用于实验室、工业和商业环境中分析、检测等称重设备，美国世铨称重传感器于2002年被Vishay收购，使得威世在称量产业进入了基于应变计的传感器和仪器仪表的全球市场，并且也实现了垂直市场整合的战略。

美国世铨称重传感器品牌称重传感器类型：悬臂梁称重传感器，S型称重传感器，单点式称重传感器，双剪切梁称重传感器，轮辐式称重传感器，波纹管称重传感器，柱式称重传感器，称重模块。

美国世铨称重传感器品牌产品种类：称重传感器，称重显示仪表，系统控制器，测力峰值器，资料处理器，放大器，大屏幕显示器，工业桌秤，工业天平，工业台秤，平台秤，U型秤，叉车秤，缓冲秤，工艺秤，钢瓶秤，吊钩秤，包装秤，散料秤，皮带秤，配料秤称重传感器

美国世铨称重传感器由广州南创编辑

美国世铨称重传感器品牌用途：搅拌机称重传感器、输送带称重传感器、灌装称重传感器、平台秤称重传感器、包装机称重传感器、纺织机称重传感器、皮带秤称重传感器、配料秤称重传感器，给煤机称重传感器，计数秤称重传感器，船舶称重传感器，漏斗秤称重传感器，汽车衡称重传感器，筒仓称重传感器，立罐称重传感器，糟罐

美国Transcell SB-10000kg称重传感器

SBT-1000KG 传感器(中国地区正式一级总代理)，产品原装现货，正品，拥有优势的价格，优质的服务，电话020-81969785。 产品名称：Transcell SBT-1000KG 产品品牌：美国 传力传感器 报价方式：含税运 产品货期：常规现货

美国Transcell SBT-1000KG称重传感器主要特点： ▲ 悬臂梁式

▲ 优质合金钢材质 ▲ 高精度 ▲ 高稳定性

▲ 独特的承载盲孔设计 ▲ 安装简便、快速 ▲ 表层镀镍防腐处理

▲ 适用于平台秤、搅拌站和配料秤等

美国传力SBT-1000KG称重传感器技术参数： 额定输出 零点平衡 蠕变 非线性 滞后 重复性 灵敏度温漂 零点温漂 可用温度范围 温度补偿范围 安全载荷 输入阻抗 输出阻抗 绝缘阻抗 推荐激励电压 最大激励电压 导线长度 2.0mV/V ±0.1% ±1% of rated output ±0.03% of rated output ±0.03% of rated output ±0.03% of rated output ±0.03% of rated output ≤0.002% of applie

称重传感器的原理及使用

1. 平行梁称重传感器的外形：

实验电子秤、邮政电子秤、厨房电子秤等一般选用双孔悬臂平行 梁应变式称重传感器。它的特点是: 精度高、易加工、结构简单紧凑、 抗偏载能力强、固有频率高, 其典型结构如图 1 所示。

图 1 双孔悬臂平行梁应变式称重传感器

2.称重传感器的工作原理：

应变式力传感器的受力工作原理如图 2

所示。

图 2 应变式力传感器的受力工作原理

将应变片粘贴到受力的力敏型弹性元件上, 当弹性元件受力产

- 1 -

生变形时,应变片产生相应的应变, 转化成电阻变化。将应变片接成如

图 3 所示的电桥，力引起的电阻变化将转换为测量电路的电压变化,

通过测量输出电压的数值,再通过换算即可得到所测量物体的重量。

图3

压力传感器的使用-

传感器的变形量是很微小的，在安装、使用过程中要特别注意，不要超载。 如果在外力撤除后不能恢复原形状，发生塑性变形，则传感器就损坏了。 传感器有四根线连接外电路，红线为电源正极输入，黑线为电源负极输入， 白线为信号输出1，绿线信号输出2。为保正精度，一般不要随意调整线长。

传感器与单片机和AD模块的链接示意图如下图所示

- 4 -