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電容式傳感器的優點分為哪幾種類型?

發表時間:2021-03-23 16:28【 閱讀量:-

  電容式傳感器的敏感部分是具有可變參數的電容器。最常用的形式是由兩個平行電極組成的電容器,其中空氣作為電極之間的介質。電容傳感器的類型很多,有時可能不清楚。今天,我將為您帶來電容式傳感器的分類知識。


  電容式傳感器的分類


  常用的測量電路主要是電橋電路,調頻電路,脈沖寬度控制電路,運算放大器電路,二極管雙T形交流電橋和環形二極管充放電法等。頻率調制電路實際上將電容傳感器用作振蕩器諧振電路的一部分。當輸入量引起電容改變時,振蕩器的振蕩頻率改變。盡管可以將頻率用作測量系統的輸出以確定所測量的非電量的大小,但該系統是非線性的,并且此時很難進行校正。因此,必須添加鑒頻器以將頻率變化轉換為電壓幅度變化。放大后,可以用儀器說明或記錄儀進行記錄。


  FM電容傳感器的測量電路具有很高的靈敏度,可以測量高達0.01μm水平的位移變化。信號的輸出頻率易于使用數字儀器測量并與計算機通信。它具有很強的抗干擾能力,可以發送和接收以達到遙測和遙控的目的。


  因此,在實際應用中,經常使用差分結構,它不僅使靈敏度加倍,而且大大減小了非線性誤差并增強了抗干擾能力。


  電容式傳感器原理


  電容式傳感器通常稱為電容式液位計。電容式液位計的電容檢測元件根據圓柱形電容器的原理工作。該電容器由兩個絕緣的同軸圓柱板內部電極和外部電極組成。當在兩個圓柱體之間填充介電常數為e的電解質時,兩個圓柱體之間的電容為C=2∏eL/lnD/d,其中L是兩個圓柱體重疊部分的長度;D是外圓柱電極的直徑;d是內圓柱電極的直徑;e是中間介質的介電常數。在實際測量中,D,d,e基本不變,因此可以通過測量C來了解液位。這是電容傳感器具有易用,結構簡單,靈敏度高的特點之一。,而且價格低廉。。


  電容式傳感器的優點


  與電阻式和電感式傳感器相比,電容式傳感器具有以下優點:


  (1)高阻抗,低功耗,因此所需的輸入力為很小,輸入能量也很低。電容式傳感器需要極小的輸入能量,這是因為帶有電極的極板之間的靜電吸引力極小(約10-5 N),因此,它們特別適合解決輸入能量低的測量問題,例如測量極低的壓力,力。并且可以使很小的加速度,位移等非常敏感,分辨率很高,并且可以感覺到0.001μm以下的位移。


  (2)良好的溫度穩定性。傳感器的電容值通常與電極材料無關,這有利于選擇溫度系數低的材料,并且由于它產生的熱量很少,因此對穩定性的影響很小。


  (3)結構簡單,適應性強。測試對象可以是導體或半導體,并且可以在惡劣的環境下工作。電容傳感器結構簡單,易于制造,并且可以做得很小以實現某些特殊的測量。它可以在高溫和低溫,強輻射和強磁場等惡劣環境中工作,還可以測量磁性工件。


  (4)好的動態響應。由于極板之間的靜電引力很小,可動部件做得非常小和薄,因此其固有頻率很高,動態響應時間很短,并且可以在幾兆赫茲的頻率下工作。


  (5)特別適用于動態測量,如振動,瞬時壓力等。


  (5)可實現平均的非接觸式測量。例如,非接觸式測量旋轉軸的振動或偏心率,小球軸承的徑向游隙等。使用非接觸式測量時,電容式傳感器具有求平均值的作用,可以減少粗糙工作的影響測量表面。

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