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發布時間:2020-12-19 15:09  
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電容式位移傳感器的特點優勢
高阻抗、小功率,因而所需的輸入力很小,輸入能量也很低。電容式傳感器因帶電極板間靜電引力小(約幾個10-5N),因此所需輸入能量小,所以特別適宜用來解決輸入能量低的測量問題,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,分辨力非常髙,能感受0.001μm甚至更小的位移。因此可以在高溫、低溫強磁場、強輻射下長期工作,尤其是解決高溫高壓環境下的檢測難題。
溫度穩定性好。傳感器的電容值一般與電極材料無關,有利于選擇溫度系數低的材料, 又因本身發熱小,對穩定性影響甚微。
結構簡單,適應性強,待測體是導體或半導體均可,可在惡劣環境中工作。電容式傳感器結構簡單,易于制造,可做得非常小巧,以實現某些特殊的測量;能工作在高低溫、強輻射及強磁場等惡劣的環境中,也能對帶有磁性的工件進行測量。
變化極距式電容傳感器
當動極板受被測物體作用引起位移時,改變了兩極板之間的距離d,從而使電容量發生變化。
實際使用時,總是使初始極距d0盡量小些,以提高靈敏度,但這也帶來了變極距式電容器的行程較小的缺點。
a)結構示意圖 b)電容量與極板距離的關系
從圖中可以看到,為了提高靈敏度,應使d0小一些為好,但行程變小(動靜極板接觸)
電容式傳感器是一種將被測非電量的變化轉換為電容量變化的傳感器,它結構簡單,體積小,分辨率高,具有平均效應,測量精度高,可實現非接觸測量,并能在高溫、輻射和強烈振動等惡劣條件下工作,廣泛應用于壓力、差壓、液位、振動、位移、加速度、成分含量等方面的測量。該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應用于成千上萬的實際案例中。
工作原理及類型
由兩塊平行板組成一個電容器,若忽略其邊緣效應,其電容量為
式中,ε為電容極板間介質的介質參數,ε=ε0εr,其中ε0 真空介電參數,εr為極板間介質的相對介電常數;S為兩平板所覆蓋的面積;d為兩平行板之間的距離。
由式中可見,當S,d,和ε中任一參數發生變化時,電容量C也隨之發生變化,通過測量電路就可以轉換為電量輸出。因此,電容式傳感器可分為變極距型、變面積型和變介電常數型3種。
主要用于解決下述各種測量問題:
壓電微位移、振動臺,電子顯微鏡微調,天文望遠鏡鏡片微調,精密微位移測量等。
電容式位移傳感器的性能
電容式位移傳感器是以電容器為敏感元件,將機械位移量轉換為電容器電容量變化的一種傳感器。其特點是結構簡單、分辨率高、工作可靠、動態響應好,可實現非接觸測量,能在惡劣環境條件下工作,主要用于位移、液位等方面的測量。