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電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件,將被測(cè)轉(zhuǎn)物理量或機(jī)械量換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置,實(shí)際上就是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。電容式傳感器廣泛用于位移、角度、振動(dòng)、速度、壓力、成分分析、介質(zhì)特性等方面的測(cè)量。常用的是平行板型電容器或圓筒型電容器。
?、贉囟确€(wěn)定性好
傳感器的電容值一般與電極材料無關(guān),但僅取決于電極的幾何尺寸,且具有強(qiáng)度和溫度系數(shù)等機(jī)械性能,空氣的介電損耗很小。綜合考慮,可以合理選擇材料和幾何尺寸。其他因素(因?yàn)闊崃亢艿?,影響很小。電阻傳感器有電阻,通電后會(huì)發(fā)熱。電感式傳感器有銅損、渦流損耗等,本身發(fā)熱到零漂移。
② 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適應(yīng)性強(qiáng)
電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造。它在高低溫、強(qiáng)輻射、強(qiáng)磁場(chǎng)等各種惡劣環(huán)境條件下運(yùn)行,適應(yīng)性強(qiáng),能承受特別大的溫度變化。即使在高壓、高沖擊和過載的情況下也能正常運(yùn)行。它可以測(cè)量超高壓和低壓降,也可以測(cè)量磁性工件。此外,還可以縮小傳感器的尺寸以滿足一些特殊的測(cè)量要求。
?、?靜電吸引力小
由于電容式傳感器的兩個(gè)電極板之間的靜電場(chǎng),靜電引力或扭矩作用在電極板上。靜電引力的大小與工作電壓、介電常數(shù)和極間距離有關(guān)。一般來說,這種類型的靜電重力很小,只有對(duì)壓力較小的彈性敏感元件才需要考慮靜電重力引起的測(cè)量誤差。
?、軇?dòng)態(tài)響應(yīng)好
因?yàn)殡娙輦鞲衅鞯臉O板之間的靜電吸引力很小(約10-5N),所需的能量很小,運(yùn)動(dòng)部件可以做得很小很薄,也就是重量就是固有頻率。非常高,具有較短的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間,并且可以在幾 MHz 的頻率下運(yùn)行,使其特別適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。此外,低介電損耗允許以更高的頻率傳輸功率,從而在系統(tǒng)中產(chǎn)生更高的工作頻率。可用于測(cè)量振動(dòng)、瞬時(shí)壓力等快速變化的參數(shù)。
?、?可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量,效果平均。
如果 DUT 無法進(jìn)行接觸測(cè)量,則電容傳感器可以完成測(cè)量任務(wù)。使用非接觸式測(cè)量時(shí),電容式傳感器具有平均效應(yīng),可以減少工件表面粗糙度對(duì)測(cè)量的影響。
除上述優(yōu)點(diǎn)外,電容式傳感器在電極和極板之間的靜電吸引力很小,只需要很少的輸入能量,從而產(chǎn)生很低的壓力、力和低測(cè)量值,特別適用于能量輸入測(cè)量。加速度、位移等可以做得很靈敏很靈敏,你可以感覺到0.001μm以下的位移。
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