你的位置:首页 > 知识课堂 > 正文

什么是电容式传感器?

发布时间:2013-03-27

容式传感器

众所周知,电容式传感器是将被测量变化转换成电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。今天我就为大家分享电容式传感器的定义、工作原理、分类、注意事项等。希望大家好好阅览,多多学习。

电容式传感器定义

电容式传感器——将被测非电量的变化转换为电容量变化的传感器。

电容式传感器简

把被测的机械量,如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。 它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器(见图)。若忽略边缘效应,平板电容器的电容为 εA/δ,式中ε为极间介质的介电常数,A为两电极互相覆盖的有效面积,δ为两电极之间的距离。δ、A、ε 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化,并可用于测量。因此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。

70年代末以来,随着集成电路技术的发展,出现了与微型测量仪表封装在一起的电容式传感器。这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小,使其固有的缺点得到克服。电容式传感器是一种用途极广,很有发展潜力的传感器。

典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。当薄膜受压力作用时,薄膜会发生一定的变形,因此,上下电极之间的距离发生一定的变化,从而使电容发生变化。但电容式压力传感器的电容与上下电极之间的距离的关系是非线性关系,因此,要用具有补偿功能的测量电路对输出电容进行非线性补偿。


电容传感器的等效电路

电容传感器注意事项
 
两点注意事项:

工作频率等于或接近谐振频率时,谐振频率破坏了电容的正常作用。因此,工作频率应该先择低于谐振频率。

电容式传感器的有效电容除与位移有关外,还与角频率有关。因此,在实际应用时必须与标定的条件(ω)相同。

电容式传感器
分类

根据被测参数的变化分:

(1)变极距型电容传感器
(2)变面积型电容传感器
(3)变介质型电容传感器

电容式传感器工作原理

电容式传感器
 

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。

电容式传感器实际的基本包括了一个接收器Tx与一个发射器Rx,其分别 都具有在印刷电路板(PCB)层上成形的金属走线。在接收器与发射器走线之间会形成一个电场。电容传感器却可以探测与传感器电极特性不同的导体和尽缘体。 当有物体靠近时,电极的电场就会发生改变。从而感应出物体的位移变化量。
可以用来压电微位移、振动台,电子显微镜微调,天文望远镜镜片微调,精密微位移测量,量测液体位准、湿度、以及物质成分等。

经过详细地解析电容式传感器的的定义,分类,工作原理,注意事项,大家对电容式传感器也略懂一二了吧!希望我的分享能够为大家的学习工作带来很大的的帮助,能令你们更加深入地了解电容式传感器,愿你们能取得巨大的进步。

阅览过《什么是电容式传感器?》的,也阅览了:

激光传感器

http://baike.cntronics.com/abc/4864

重量传感器的相关知识

http://baike.cntronics.com/abc/4865

真空传感器
http://baike.cntronics.com/abc/4866

要采购传感器么,点这里了解一下价格!
特别推荐
技术文章更多>>
技术白皮书下载更多>>
热门搜索
 

关闭

 

关闭