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發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:83
電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件,將被測物理量或機械量轉(zhuǎn)換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置,實際上就是一個具有可變參數(shù)的電容器。電容式傳感器廣泛用于位移、角度、振動、速度、壓力、成分分析、介質(zhì)特性等方面的測量。最常用的是平行板型電容器或圓筒型電容器。
電容式傳感器的優(yōu)點
與電阻式、電感式等傳感器相比,電容式傳感器具有以下一些優(yōu)點。
1、溫度穩(wěn)定性好
電容式傳感器的電容值一般與電極材料無關(guān),僅取決于電極的幾何尺寸,且空氣等介質(zhì)損耗很小,其他因素影響甚微(因本身發(fā)熱極?。?。而電阻式傳感器有電阻,工作時會產(chǎn)生大量熱量,不僅損失能量,而且造成元件發(fā)熱,縮短了使用壽命。
2、結(jié)構(gòu)簡單,適應(yīng)性強
電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡單,易于制造,能在高低退、強輻射及強磁場等各種惡劣的環(huán)境條件下工作,適應(yīng)能力強,尤其可以承受很大的溫度變化,在高壓力、高沖擊、過載等悄況下都能正常工作,能測超大量的高壓和低壓差,能對帶進工件進行測量。此外,為實現(xiàn)某些特殊要求的測量還可以把傳感器的體積做得很小。
3、動態(tài)響應(yīng)好
電容式傳感器由于極板間的靜電引力很小,需要的作用能量極小,又由于它的可動部分可以做得很小很薄,即質(zhì)量很輕,因此其固有頻率很高,動態(tài)響應(yīng)時間短,能在幾兆赫的頗率下工作,特別適合動態(tài)測量。又由于其介質(zhì)損耗小,可以用較高頻率供電,因此系統(tǒng)工作頻率高,可用于測量高速變化的參數(shù),如測量振動、瞬時壓力等。
4、可以實現(xiàn)非接觸測量,具有平均效應(yīng)
當(dāng)被測件不允許接觸測量時,電容式傳感器可以進行非接觸測量。這種情況下,電容式傳感器具有平均效應(yīng),可以減小工件表面粗糙度等對測量的影響。
電容式傳感器除上述優(yōu)點之外,還因帶電極板間的靜電引力極小,因此所需輸入能量極小,特別適宜低能量輸入的測量,例如測量極低的壓力、力和很小的加速度、位移等,可以做得很靈敏,分辨力非常高,能感受。0.Olmm甚至更小的位移。
電容式傳感器的缺點
1、輸出阻抗高,負載能力差
電容式傳感器的容盆受其電極幾何尺寸等限制一般做得不大(為幾十到幾百皮法,使傳感器的輸出阻抗很高。因此電容式傳感器負載能力差,易受外界干擾影響而產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象,嚴(yán)重時甚至無法工作,必須采取屏蔽措施。容杭大還要求傳感器絕緣部分的電阻值極高(幾十兆歐以上),否則絕緣部分將作為旁路電阻而形響傳感器的性能(如靈敏度降低),為此還要特別注意周圍環(huán)境(如溫濕度、清潔度等)對絕緣性能的影響。高頻供電雖然可降低傳感器的輸出阻抗,但放大、傳箱遠比低頻時復(fù)雜,且寄生電容形響加大,難以保證工作穩(wěn)定。
2、寄生電容影響大
電容式傳感器的初始電容最很小,而其引線電纜電容、測量電路的雜散電容以及傳感器極板與其周圍導(dǎo)體構(gòu)成的電容等“寄生電容”卻較大,這不僅降低了傳感器的靈敏度,而且這些電容(如電纜電容)常常是隨機變化的,將使傳感器的工作很不穩(wěn)定,影響測量精度,其變化量甚至超過被測量引起的電容變化量,致使傳感器無法工作。因此對電纜的選擇、安裝、接法等都有嚴(yán)格的要求。
3、輸出特性非線性
變極距型電容傳感器的輸出特性是非線性的,雖可采用差動結(jié)構(gòu)來改善,但不可能完全消除。其他類型的電容傳感器只有忽略了電場的邊緣效應(yīng)時,輸出特性才呈線性;否則邊緣效應(yīng)所產(chǎn)生的附加電容址將與傳感器電容址直接處加,使輸出特性非線性。
隨著材料、工藝、電子技術(shù),特別是集成電路的高速發(fā)展,電容式傳感器的優(yōu)點將得到發(fā)揚而缺點會不斷得到克服,電容式傳感器正逐漸成為一種高靈敏度、高梢度,在動態(tài)、低壓及一些特殊測量方面大有發(fā)展前途的傳感器。
原標(biāo)題:電容式傳感器有哪些優(yōu)點?
電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件,將被測轉(zhuǎn)物理量或機械量換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置,實際上就是一個具有可變參數(shù)的電容器。下面,我們一起來看看電容式傳感器的優(yōu)點吧。電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件,將被測轉(zhuǎn)物理量或機械量換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置,實際上就是一個具有可變參數(shù)的電容器。下面,F(xiàn)&C嘉準(zhǔn)傳感器帶你一起來看看電容式傳感器的優(yōu)點吧。
1、溫度穩(wěn)定性好
電容式傳感器的電容值一般與電極材料無關(guān),這有利于選擇溫度系數(shù)低的材料,又因本身發(fā)熱極小,影響穩(wěn)定性甚微。而電阻傳感器有銅損,易發(fā)熱產(chǎn)生零漂。
2、結(jié)構(gòu)簡單
電感式傳感器結(jié)構(gòu)簡單,易于制造和保證高的精度,可以做得非常小巧,以實現(xiàn)某些特殊的測量;能工作在高溫,強輻射及強磁場等惡劣的環(huán)境中,可以承受很大的溫度變化,承受高壓力,高沖擊,過載等;能測量超高溫和低壓差,也能對帶磁工作進行測量。
3、動態(tài)響應(yīng)好
電感式傳感器由于帶電極板間的靜電引力很小(約幾個10^(-5)N),需要的作用能量極小,又由于它的可動部分可以做得很小很薄,即質(zhì)量很輕,因此其固有頻率很高,動態(tài)響應(yīng)時間短,能在幾兆赫茲的頻率下工作,特別適用于動態(tài)測量。又由于其介質(zhì)損耗小可以用較高頻率供電,因此系統(tǒng)工作頻率高。它可用于測量高速變化的參數(shù)。
4、可以非接觸測量且靈敏度高
可非接觸測量回轉(zhuǎn)軸的振動或偏心率、小型滾珠軸承的徑向間隙等。當(dāng)采用非接觸測量時,電容式傳感器具有平均效應(yīng),可以減小工件表面粗糙度等對測量的影響。 返回搜狐,查看更多
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描述
電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件,將被測轉(zhuǎn)物理量或機械量換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置,實際上就是一個具有可變參數(shù)的電容器。電容式傳感器也常常被人們稱為電容式物位計,電容式物位計的電容檢測元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進行工作的。
根據(jù)傳感器的工作原理可以吧電容式傳感器分為變極距型、變面積型和變介質(zhì)型三種類型。
1、變極板間距的變極距型
變極板間距型電容式傳感器的特點:電容量與極板間距成反比。主要用于測量位移量。
2、變極板覆蓋面積的變面積型
變極板覆蓋面積型電容傳感器的特點:電容量與面積改變量成正比。主要用于合測量線位移和角位移。
3、變介質(zhì)介電常數(shù)的變介質(zhì)型
變介襲質(zhì)型電容傳感器的特點:利用不同介質(zhì)的介電常數(shù)各不相同,通過改變介質(zhì)的介電常數(shù)實現(xiàn)對被測量的檢測, 并通過電容式傳感器的電容量的變化反映出來。
電容式傳感器的優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1、溫度穩(wěn)定性好;2、結(jié)構(gòu)簡單;3、動態(tài)響應(yīng)好;4、樂意非接觸測量且靈敏度高。
缺點:
1、輸出阻抗高,負載能力差;2、技術(shù)電容影響大。
整合自:百度知道、百度百科
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