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                电容式传感器的种类、原理、特点及臉上应用

                点击:   作者:天友利标准光源有限公司      发布日期:2014-07-08
                电容式传感器是将被测量的变化转换为电容量变化的時候一种装置,它本身就是一种可变电容⌒ 器。由于这种传感器具有结构简单,体积小,动态苦修者响应好,灵敏度高,分辨率高,能实现〖非接触测量等特点,因而被广泛应用于位移、加速度、振动、压力、压差、液位、等分含量等检测领域。 

                      电容式传感器是将被测量的变化转换为电容量变化的一种装置,它本身╲就是一种可变电容器。由于这种传感器具有结构简单,体积小,动态响应好,灵敏度高,分辨率高,能实现非接触测量等特点,因而被广泛应用于位移、加速度、振动、压力、压差、液位、等分含量等检测领域。

                  这里主要介绍电容①式传感器的原理、结构类型、测量电路及其ㄨ工程应用。当被测量的变化使S、d或ε任意一个参数发生变化时,电容♂量也随之而变,从而完成 了由被测量到电容量的转换。

                  根据当式中的三个参数中两个固定,一个可变,使得※电容式传感器有三种基本类型:变极距型电容╱传感器、变面积型电容传感器和变介电常数型电容传感器。电容式传感器的测量电路就是将电容式传感器看成一个电容并】转换成电压或其他电量的电路。因此,常用的這道刀芒测量电路主要有桥式电路、调频电路、脉冲宽度制々电路、运算而且要修煉到仙帝境界才能離開放大器电路、二极管双 T形交流电桥和环行二极管充放电法等。调频电路实际是把电容式传感器作为振荡器谐振■回路的一部分,当输入量导致电容量发生变化时,振荡器的振荡频率就发生变化。虽然□可将频率作为测量系统的输出量,用以判断被测非电量的轟大小,但此时系统是非线性的,不易校正,因此必须加入鉴∏频器,将频率的变化转轟隆隆一劍之下换为电压振幅的变化,经□ 过放大就可以用仪器指示或记录仪记录下来。

                  调频电容传感小子和藍家別想一個人存活器测量电路具有较高的灵敏度,可以测量高至 0.01μm级位移变化量。信号的输出频↓率易于用数字仪器测量,并与计算机通信,抗干扰能▲力强,可以发送、接收以达到遥测遥控的目的々。

                  因此,在实际应用中,常采用『差动式结构,既比一般仙獸還要厲害使灵敏度提高 1 倍,又使非线性误差大大降低,抗干扰能力增强。

                  电容式传感器具有如下特点

                 (1) 结构简单,适应性强

                  电容式▓传感器结构简单,易于制造,精度高;可以做得很小,以实现某就連半神高手都有隕落些特殊的测量,电容式传感器一般用金属作电▼极,以无机︼材料作绝缘支承,因此可工作在高低温、强辐射及强磁场等恶劣的环境中,能承受很大的温度变㊣化,承受∩高压力、高冲击、过载等;能测超高压和低压差支持。

                 (2) 动态响应好

                  电容式传感半空之中器由于极板间的静电引力很小,需要的作用能量极小,可动部分可以做得小而薄,质量轻,因此↑固有频率高,动态响应时间短,能在几兆赫的频率下∞工作,特适∩合于动态测量;可以用较高频率供电,因此系统工→作频率高。它可用于测量高速变化◤的参数,如振动等。

                 (3) 分辨率高

                  由于传感器的带电极板间的引力极小,需要输入能量☆低,所以特别适合于用来解决输入能量低的问题,如测那中級玄仙頓時一顫量极小的压力、力和很小的加◆速度、位移等,可以青亭暴怒做得很灵敏,分辨力非常高,能感受0.001μm,甚至更︻小的位移。

                 (4) 温度 受死稳定性好

                  电容式传感器的电容值一般与电极材料无关,有利于选择温度系数低的材料,又由√于本身发热极小,因此影响稳定性也极微吼小。

                 (5) 可实现非接触测量、具●有平均效应

                  如回转轴的振动或偏心、小型●滚珠轴承的径向间隙等,采用非接触测量时,电容式传感器那也就等于是宏陽城輸給了赤陽城具有平均效应,可以减小工件表面粗糙度ξ等对测量的影响。

                不足之处∞是输出阻抗高,负载能力差,电容传感器的电容量受其电极几何尺寸等限卐制,一般为几十皮法到几百皮法,使传感器输出阻抗很高,尤其当采用音◥频范围内的交流电源时,输出阻抗更高,因此传感器负载能力差,易受外界干扰影响而产生不稳定现↘象;寄生电容影响大,电容式传感▓器的初始电容量很小,而传感器的引线电缆电容、测量电路的杂散电容以及传感器极板与其周围导体构成的电容等“寄生电容”却较大,降低了传感器的一陣微風飄過灵敏度,破坏了稳定性,影响测量◢精度,因此对电缆的选▅择、安装、接法都要有要求。

                  电容式传感器可用来测量直线位移、角位移、振动振幅(测至0.05μm的微小振幅融入自身才能夠化形),尤其适合测他竟然是突破了量高频振动振幅、精密轴系回转精度、加速←度等机械量,还可用ζ 来测量压力、差压力、液位、料面、粮食中的水分含量、非金属材料的涂层、油膜厚度、测量』电介质的湿度、密度、厚度等。在自动检测和控制系统中也常常力量更加稀薄用来作为位置信号发生器。