基于差動(dòng)式電容傳感器的車(chē)輛載荷檢測系統

傳感器的測量頭和殼體為間隙配合，兩者之間可相對滑動(dòng)，并有定位螺釘定位測量頭的初始位置，定位螺釘同時(shí)也起到測量頭滑動(dòng)時(shí)的定向作用，還可使施力物體保持相對穩定。測量頭由敏感元件(彈性體)支撐，它受外力作用后把該力傳給敏感元件。敏感元件(彈性體)位于測量頭和殼體之間，起感受外力并按一定關(guān)系轉化為機械位移量的作用。動(dòng)、定極柱為中空圓柱型，其表面鍍有電極。動(dòng)極柱與測量頭粘接為一體，隨測量頭一起滑動(dòng)。定極柱與殼體粘接為一體，相對固定不動(dòng)。在動(dòng)、定極柱電極的兩端均設有等位環(huán)，以減小電容邊緣效應，提高測量精度。
當差動(dòng)式電容載荷傳感器受外力F作用時(shí)，測量頭把該力傳給敏感元件，敏感元件是彈性系數為k的彈性體，在該力作用下發(fā)生彈性變形，其變形量d與作用的外力成正比。敏感元件的變形使得測量頭以及動(dòng)極柱上的電極移動(dòng)同樣的距離d。此時(shí)，差動(dòng)電容載荷傳感器的電容值將產(chǎn)生相應的變化，其變化量為△c，測量頭移動(dòng)的距離d與傳感器輸出電容的變化量△c成正比。由此可知，被測物體所受外力F與差動(dòng)式電容載荷傳感器的輸出電容變化量△c成正比，即：(式中，k為敏感元件的彈性系數；L為動(dòng)極柱與定極柱初始覆蓋部分長(cháng)度；c0為單個(gè)電容電極間的初始電容)。只要由測量電路檢測出電容的變化量△c，就可知物體所受的外力F。