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电容式传感器的优点分为哪几种类型?

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人气:-发表时间:2021-03-23 16:28【

  电容式传感器的敏感部分是具有可变参数的电容器。最常用的形式是由两个平行电极组成的电容器,其中空气作为电极之间的介质。电容传感器的类型很多,有时可能不清楚。今天,我将为您带来电容式传感器的分类知识。


  电容式传感器的分类


  常用的测量电路主要是电桥电路,调频电路,脉冲宽度控制电路,运算放大器电路,二极管双T形交流电桥和环形二极管充放电法等。频率调制电路实际上将电容传感器用作振荡器谐振电路的一部分。当输入量引起电容改变时,振荡器的振荡频率改变。尽管可以将频率用作测量系统的输出以确定所测量的非电量的大小,但该系统是非线性的,并且此时很难进行校正。因此,必须添加鉴频器以将频率变化转换为电压幅度变化。放大后,可以用仪器说明或记录仪进行记录。


  FM电容传感器的测量电路具有很高的灵敏度,可以测量高达0.01μm水平的位移变化。信号的输出频率易于使用数字仪器测量并与计算机通信。它具有很强的抗干扰能力,可以发送和接收以达到遥测和遥控的目的。


  因此,在实际应用中,经常使用差分结构,它不仅使灵敏度加倍,而且大大减小了非线性误差并增强了抗干扰能力。


  电容式传感器原理


  电容式传感器通常称为电容式液位计。电容式液位计的电容检测元件根据圆柱形电容器的原理工作。该电容器由两个绝缘的同轴圆柱板内部电极和外部电极组成。当在两个圆柱体之间填充介电常数为e的电解质时,两个圆柱体之间的电容为C=2∏eL/lnD/d,其中L是两个圆柱体重叠部分的长度;D是外圆柱电极的直径;d是内圆柱电极的直径;e是中间介质的介电常数。在实际测量中,D,d,e基本不变,因此可以通过测量C来了解液位。这是电容传感器具有易用,结构简单,灵敏度高的特点之一。,而且价格低廉。。


  电容式传感器的优点


  与电阻式和电感式传感器相比,电容式传感器具有以下优点:


  (1)高阻抗,低功耗,因此所需的输入力为很小,输入能量也很低。电容式传感器需要极小的输入能量,这是因为带有电极的极板之间的静电吸引力极小(约10-5 N),因此,它们特别适合解决输入能量低的测量问题,例如测量极低的压力,力。并且可以使很小的加速度,位移等非常敏感,分辨率很高,并且可以感觉到0.001μm以下的位移。


  (2)良好的温度稳定性。传感器的电容值通常与电极材料无关,这有利于选择温度系数低的材料,并且由于它产生的热量很少,因此对稳定性的影响很小。


  (3)结构简单,适应性强。测试对象可以是导体或半导体,并且可以在恶劣的环境下工作。电容传感器结构简单,易于制造,并且可以做得很小以实现某些特殊的测量。它可以在高温和低温,强辐射和强磁场等恶劣环境中工作,还可以测量磁性工件。


  (4)好的动态响应。由于极板之间的静电引力很小,可动部件做得非常小和薄,因此其固有频率很高,动态响应时间很短,并且可以在几兆赫兹的频率下工作。


  (5)特别适用于动态测量,如振动,瞬时压力等。


  (5)可实现平均的非接触式测量。例如,非接触式测量旋转轴的振动或偏心率,小球轴承的径向游隙等。使用非接触式测量时,电容式传感器具有求平均值的作用,可以减少粗糙工作的影响测量表面。