液面检测实验记录.docx
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1、实验过程在铁管上先缠绕一层绝缘胶布,再在绝缘胶布层上贴上一层铜箔贴纸。铁管和铜箔形成电容传感器的两个极板,绝缘胶布作为高介电系数的绝缘填充。将制作好的电容传感器安装至下图的RC方波震荡电路中,在正常情况下用示波器检测方波输出点得到频率约为24.6KHZ的方波(由频率粗略计算得自制双层吸液针的容值约为200pf)o在有铁管(铁管为内极板,铜箔为外极板,其中外极板接地)接触到液面时,示波器测得方波输出点的频率为20.2KHZo在有铁管接触到人时,示波器测得方波输出点的频率为16.5KHZ。在有铁管接触到人时,示波器测得方波输出点的频率为16.5KHZ。具体实验结果如下表:接触的极板极板接触的物体人
2、水铁管(内极板)F=16.5KHZF=20.2KHZ铜箔(外极板接地)F=23.3KHZ/VCC+运算放大器RC震荡产生方波原理图实验分析在方波震荡电路中f与1/RC成正比关系,在测试中测得频率都得到不同程度的减小,故C在变化过程中是增大的。但在实验中把一张金属箔贴在铁管(内极板)上,在不接触外极板的前提下尽可能贴近外极板,来增大两极板正对面积S以此增大C的容值。结果频率由24.6KHZ变化到23.124.3KHZ之间,并没有出现内极板接触到人或者水的现象。C的变化由绝缘物质的介电常数、相对面积、相对距离影响,但是在试验中接入震荡电路的电容绝缘物质的介电常数、相对面积和相对距离变化极小,而实际
3、的影响震荡的电容值却很大。可见电容传感器本身的电容变化对电路频率影响极低。可能是其他的因素,对实际接入震荡电路的电容产生了较大变化。提出假设假设频率变化不是由电容传感器本身电容变化造成的,而是由于电容传感器在震荡电路中的连接关系发生变化。假设的情况如下所示:C双层吸液针?GND|未接触时约200Pf未被接触时的电容铁管(内极板)被人体接触时的情况在EMC中的ESD静电释放测试时,常常把人体等效为一个电阻和一个电容串联电路。其中80%的人的电容在IOoPF110pF之间,人体电阻的取值范围在1.5K到300K之间。故接触时的等效电路如下:人体电阻体电容rI1-约IOoPFC双层吸液针?GND-1
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