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电容传感器

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发表于 2019-7-15 00:16:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、电容传感器简介

电容传感器,英文名称为capacitive type transducer,是一种将其他量的变换以电容的变化体现出来的仪器。其主要由上下两电极、绝缘体、衬底构成,在压力作用下,薄膜产生一定的形变,上下级间距离发生变化,导致电容变化,但电容并不随极间距离的变化而线性变化,其还需测量电路对输出电容进行一定的非线性补偿。


二、电容传感器分类

[color=rgb(34, 34, 34) !important]电容式传感器一般由两个平行电极构成,在其两个电极之间以空气作为介质,在不考虑边缘效应的前提下,其电容可表示为C=εS/d,其中,ε表示两电极间介质(即空气)的介电常数,S表示两电极之间相互覆盖的面积,d表示两电极间的距离,电容受这三个参数影响,任意一参数的改变就会使得电容得以改变。因此,可将电容传感器分为介质变化型(ε的变化因此C的变化)、面积变化型(S的变化因此C的变化)和极距变化型(d的变化因此C的变化)三种。

三、电容传感器原理

[color=rgb(34, 34, 34) !important]电容传感器也称为电容物位计,其电容检测元件基于圆筒形电容器原理进行工作,圆筒形电容器主要由两个相互绝缘的同轴圆柱极板构成,在两个极板之间填充介质,则该电容器的容量即为C=2∏eL/lnD/d,其中,ε表示两极板间介质的介电常数,L表示两极板之间相互重合的长度,D表示外面的圆柱形极板的直径,d表示里面的圆柱形极板的直径,由于在固定情况下进行测量时,其D、d、e三个参量是不会变的,因此可根据测量的电容量得知其液位高度。

四、电容传感器优缺点

[color=rgb(34, 34, 34) !important]电容式传感器较电阻式传感器、电感式传感器而言具有一定的优势,但其也并不是完美无缺的,其也有缺点存在,下面我们就对电容式传感器的优缺点进行整合:

[color=rgb(34, 34, 34) !important]优点:价格便宜、实惠;灵敏度高、准确性好;结构简单;恶劣环境下也可适用;温度稳定性好;具有平均效应;动态响应性好;过载能力强。

[color=rgb(34, 34, 34) !important]缺点:输出非线性;寄生电容、分布电容的灵敏度、测量精确度易受影响,不稳定;连接电路较复杂。


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