电容传感器是一个可变参数的电容器,在使用电容技术的应用中,电容式接近开关的灵敏度取决于目标物体的材料特性。金属、塑料或液体物体的材料特性会影响传感器的传感范围,从而影响电容传感器的输出检测点。
电容式传感器的分类类型
根据传感器的工作原理,电容式传感器可分为三种类型:变极距型、变面积型和变介质型。根据传感器的结构,电容式传感器可分为三种结构。根据位移的形式可分为线位移和角位移,虽然有球形和锯齿形,但根据传感器板的形状可分为平板(圆形)和圆柱形(圆柱形)。其中差分式传感器一般优于单组(单边)传感器
电容式传感器的特性
1优势
(1) 良好的温度稳定性。电容式传感器的电容值通常与电极材料无关,这有利于选择具有低温系统的材料,而且由于其发热量小,对稳定性影响不大。电阻式传感器有电阻,通电后产生热量:电感式传感器有铜损耗、磁通量和涡流损耗等,容易因热而产生零点漂移。
(2) 结构简单。电容式传感器结构简单,易于制造,易于保证高精度,并且可以制作得很小,以实现一些特殊的测量:它们可以在高温、强大的车辆和船舶以及强磁场等恶劣环境中工作,并且能够承受相对较高的温度。温度变化大、压力高、冲击过载大等特点,可测量超高温低压降,也可测量磁功。
(3) 良好的动态响应。由于极板与极板之间的静电引力很小(约105N),电容式传感器需要的能量很小,而且由于其运动部件可以制作得很小很薄,也就是说,它很轻,所以它的重量很轻。它具有固有频率高、动态响应时间短、工作频率可达数兆赫等特点,特别适合于动态测量。而且由于其介电损耗低,可以用更高的频率供电,因此系统具有更高的工作频率。它可以用来测量高速变化的参数。
(4) 可达到平均效果的非接触测量。例如,非接触测量转轴的振动或偏心率、小球轴承的径向间隙等。采用非接触测量时,电容式传感器具有平均功能,可以减小工作表面粗糙度对测量的影响。除了上述优点外,电容式传感器在极板之间也有很小的静电吸引,所以输入能量和输入能量都很小,所以它可以测量极低的压力,还有很小的加速度、位移等,可以使其变得非常灵敏,对001m或以下位移敏感的高分辨率传感器:由于其低介电损耗(如空气),将差分结构连接成电桥时产生的零残留非常小,从而使电路得到高放大,使仪器具有高灵敏度。
2缺点
(1) 输出阻抗高,负载能力差·电容式传感器的容量受到一般几何尺寸的限制,通常只有几个pF到几百pF,这使得传感器的输出阻抗非常高,特别是在使用音频范围交流供电时,输出阻抗高达1061082。因此,传感器的负载能力很差,容易受到外界干扰的影响而不稳定。在严重的情况下,它甚至不起作用。必须采取屏蔽措施,给设计和使用带来很大不便。