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電容傳感器原理

作者/出處: 網絡 發布時間: 2019-05-16

一、電容傳感器原理--簡介

電容傳感器,英文名稱為capacitive type transducer,是一種將其他量的變換以電容的變化體現出來的儀器。其主要由上下兩電極、絕緣體、襯底構成,在壓力作用下,薄膜產生一定的形變,上下級間距離發生變化,導致電容變化,但電容并不隨極間距離的變化而線性變化,其還需測量電路對輸出電容進行一定的非線性補償。

二、電容傳感器原理--分類

電容式傳感器一般由兩個平行電極構成,在其兩個電極之間以空氣作為介質,在不考慮邊緣效應的前提下,其電容可表示為C=εS/d,其中,ε表示兩電極間介質(即空氣)的介電常數,S表示兩電極之間相互覆蓋的面積,d表示兩電極間的距離,電容受這三個參數影響,任意一參數的改變就會使得電容得以改變。因此,可將電容傳感器分為介質變化型(ε的變化因此C的變化)、面積變化型(S的變化因此C的變化)和極距變化型(d的變化因此C的變化)三種。

三、電容傳感器原理

電容傳感器也稱為電容物位計,其電容檢測元件基于圓筒形電容器原理進行工作,圓筒形電容器主要由兩個相互絕緣的同軸圓柱極板構成,在兩個極板之間填充介質,則該電容器的容量即為C=2∏eL/lnD/d,其中,ε表示兩極板間介質的介電常數,L表示兩極板之間相互重合的長度,D表示外面的圓柱形極板的直徑,d表示里面的圓柱形極板的直徑,由于在固定情況下進行測量時,其D、d、e三個參量是不會變的,因此可根據測量的電容量得知其液位高度。

四、電容傳感器原理--優缺點

電容式傳感器較電阻式傳感器、電感式傳感器而言具有一定的優勢,但其也并不是完美無缺的,其也有缺點存在,下面我們就對電容式傳感器的優缺點進行整合:

優點:價格便宜、實惠;靈敏度高、準確性好;結構簡單;惡劣環境下也可適用;溫度穩定性好;具有平均效應;動態響應性好;過載能力強。

缺點:輸出非線性;寄生電容、分布電容的靈敏度、測量精確度易受影響,不穩定;連接電路較復雜。

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