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1、电容式传感器分为哪几种类型?各有什么特点? 2、为了减小变极距型电容传感器的极距,提高其灵敏度,

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-06-10
1、电容式传感器分为哪几种类型?各有什么特点? 2、为了减小变极距型电容传感器的极距,提高其灵敏度,

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。   这里主要介绍电容式传感器的原理、结构类型、测量电路及其工程应用。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,常用的测量电路主要有桥式电路、调频电路、脉冲宽度 制电路、运算放大器电路、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。  调频电容传感器测量电路具有较高的灵敏度,可以测量高至 0.01 μm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。  因此,在实际应用中,常采用差动式结构,既使灵敏度提高 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。  (2) 动态响应好  电容式传感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,如测量极小的压力、力和很小的加速度、位移等,可以做得很灵敏,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,电容式传感器具有平均效应,可以减小工件表面粗糙度等对测量的影响。  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),尤其适合测量高频振动振幅、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用来作为位置信号发生器。

电容式传感器也常常被人们称为电容式物位计,电容式物位计的电容检测元件是根据圆筒形电容器原理进行工作的,电容器由两个绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成,在两筒之间充以介电常数为e的电解质时,两圆筒间的电容量为C=2∏eL/lnD/d,式中L为两筒相互重合部分的长度;D为外筒电极的直径;d为内筒电极的直径;e为中间介质的电介常数。在实际测量中D、d、e是基本不变的,故测得C即可知道液位的高低,这也是电容式传感器具有使用方便,结构简单和灵敏度高,价格便宜等特点的原因之一。

这个分类有点大了,总的来说大致是这三种:变间隙型,变面积型,变介质型;
至于加云母或塑料的目的就是提高其介质的介电常数,响应增大以增加其灵敏度。
深圳真尚有公司的传感器不错,值得一试!

电容式传感器也常常被人们称为电容式物位计,电容式物位计的电容检测元件是根据圆筒形电容器原理进行工作的,电容器由两个绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成,在两筒之间充以介电常数为e的电解质时,两圆筒间的电容量为C=2∏eL/lnD/d,式中L为两筒相互重合部分的长度;D为外筒电极的直径;d为内筒电极的直径;e为中间介质的电介常数。在实际测量中D、d、e是基本不变的,故测得C即可知道液位的高低,这也是电容式传感器具有使用方便,结构简单和灵敏度高,价格便宜等特点的原因之一。


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幸琳砍答: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,常用的测量电路主要有桥式电路、调频电路、脉冲宽度 制电路、运算...

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幸琳砍答:这个分类有点大了,总的来说大致是这三种:变间隙型,变面积型,变介质型;至于加云母或塑料的目的就是提高其介质的介电常数,响应增大以增加其灵敏度。深圳真尚有公司的传感器不错,值得一试!

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幸琳砍答:电容式传感器也常常被人们称为电容式物位计,电容式物位计的电容检测元件是根据圆筒形电容器原理进行工作的,电容器由两个绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成,在两筒之间充以介电常数为e的电解质时,两圆筒间的电容量为C=2∏eL/lnD/d,式中L为两筒相互重合部分的长度;D为外筒电极的直径;d...

15831073281电容式传感器根据其工作原理的不同可分为 ( ) 电容式传感器、 ( ) 电 ...
幸琳砍答:电容式传感器根据其工作原理的不同可分为变面积型电容式传感器、变极距型电容式传感器和变介质型电容式传感器。电容式传感器是一种将非电量的变化转换为电容量变化的传感器。它具有结构简单、动态响应好、易实现非接触测量等优点,被广泛应用于位移、压力、振动、加速度等测量领域。根据其工作原理的不同,...

15831073281根据电容式传感器工作原理,可将其分为几种类型?每种类型各有什么特点...
幸琳砍答:根据传感器的工作原理可把电容式传感器分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。根据传感器的结构可把电容式传感器分为三种类型的结构形式。它们又可按位移的形式分为线位移和角位移两种,每一种又依据传感器极板形状分成平(圆形)板形和圆柱(圆筒)形,虽然还有球面形和锯齿形等其他形状,但一般很少...

15831073281电容式传感器有哪些?
幸琳砍答:电容式传感器可分为三种类型如下:1、平行板电容传感器(Parallel Plate Capacitive Sensor):平行板电容传感器由两个平行的金属板构成,中间通过介质隔开。当目标物体接近或远离电容传感器时,介质之间的电容发生变化,进而反映出目标物体与传感器之间的距离变化。2、滚动电容传感器(Rolling Capacitive Sensor):...

15831073281电容式传感器有几种类型?各有何特点?
幸琳砍答:根据传感器的工作原理可把电容式传感器分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。根据传感器的结构可把电容式传感器分为三种类型的结构形式。它们又可按位移的形式分为线位移和角位移两种,每一种又依据传感器极板形状分成平(圆形)板形和圆柱(圆筒)形,虽然还有球面形和锯齿形等其他形状,但一般很少用。

15831073281电容式传感器可分为哪几类?各自的主要用途是什么?
幸琳砍答:电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化(见电容式压力传感器)。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。

15831073281根据电容式传器工作原理,可将其分为几种类型?
幸琳砍答:根据电容式传感器的工作原理,可以将其分为以下几种类型:1.平行板电容式传感器:平行板电容式传感器是最简单的电容式传感器,由两个平行的金属电极板组成,之间填充介质,形成一个电容器。当被测物体接近电容器时,介质中的电容值会发生变化,从而通过测量电容值的变化来检测被测物体的位置或运动状态。2....

15831073281电容传感器的三种类型
幸琳砍答:2. 变极距型电容传感器 变极距型电容传感器是通过改变两个电极之间的距离来改变电容的。当被测物体接近或远离电极时,电极间的距离发生变化,从而导致电容的改变。这种类型的传感器常被用于测量物体的位置、振动或压力等参数。例如,在汽车工业中,变极距型电容传感器可用于检测车身与车轮之间的距离变化,从而...


(编辑:苍万斩)
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