电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件,将被测转物理量或机械量换成为电容量变化的一种转换装置

什么是电容式传感器

 

电容式传感器

 

实际上就是一个具有可变参数的电容器。电容式传感器广泛用于位移、角度、振动、速度、压力、成分分析、介质特性等方面的测量。最常用的是平行板型电容器或圆筒型电容器。

 

电容式传感器的工作原理

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ε的电解质时,两圆筒间的电容量为

 

电容式传感器的工作原理

 

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。

 

电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件,由于被测量变化将导致电容器电容量变化,通过测量电路,可把电容量的变化转换为电信号输出。测知电信号的大小,可判断被测量的大小。这就是电容式传感器的基本工作原理

 

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。其中差动式一般优于单组(单边)式传感器,它具有灵敏度高、线性范围宽、稳定性高等特点。

 

电容式传感器的作用

电容式传感器具有结构简单、耐高温、耐辐射、分辨率高、动态响应特性好等优点,广泛用于压力、位移、加速度、厚度、振动、液位等测量中。但在使用中要注意以下几个方面

 

对测量结果的影响:

①减小环境温度、湿度变化(可能引起某些介质的介电常数或极板的几何尺寸、相对位置发生变化);

②减小边缘效应;

③减少寄生电容;

④使用屏蔽电极并接地(对敏感电极的电场起保护作用,与外电场隔离);

⑤注意漏电阻、激励频率和极板支架材料的绝缘性。