電容式傳感器的定義及工作原理介紹
電容式傳感器是將被測(cè)量(如尺寸、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種傳感器。把被測(cè)的機(jī)械量,如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。它的敏感部分就是具有可變參數(shù)的電容器。其*常用的形式是由兩個(gè)平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器(見(jiàn)圖)。若忽略邊緣效應(yīng),平板電容器的電容為εA/δ,式中ε為極間介質(zhì)的介電常數(shù),A為兩電極互相覆蓋的有效面積,δ為兩電極之間的距離。 δ、A、ε 三個(gè)參數(shù)中任一個(gè)的變化都將引起電容量變化,并可用于測(cè)量。因此電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類。極距變化型一般用來(lái)測(cè)量微小的線位移或由于力、壓力、振動(dòng)等引起的極距變化(見(jiàn)電容式壓力傳感器)。面積變化型一般用于測(cè)量角位移或較大的線位移。介質(zhì)變化型常用于物位測(cè)量和各種介質(zhì)的溫度、密度、濕度的測(cè)定。70年代末以來(lái),隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了與微型測(cè)量?jī)x表封裝在一起的電容式傳感器。這種新型的傳感器能使分布電容的影響大為減小,使其固有的缺點(diǎn)得到克服。電容式傳感器是一種用途極廣,很有發(fā)展?jié)摿Φ膫鞲衅鳌?span style="mso-bookmark: keyword_inherit">濕度傳感器探頭, ,不銹鋼電熱管 PT100傳感器, ,鑄鋁加熱器,加熱圈 流體電磁閥
電容式傳感器工作原理
由物理學(xué)可知,在忽略邊緣效應(yīng)的情況下,平板電容器的電容量為
ε0 —真空的介電常數(shù), =8.854×10-12F/m;
ε—極板間介質(zhì)的相對(duì)介電系數(shù),在空氣中,ε=1;
S—極板的遮蓋面積(m2);
δ—兩平行極板間的距離(m)。
上式表明,當(dāng)被測(cè)量δ、S或ε發(fā)生變化時(shí),會(huì)引起電容的變化。如果保持其中的兩個(gè)參數(shù)不變,而僅改變另一個(gè)參數(shù),就可把該參數(shù)的變化變換為單一電容量的變化,再通過(guò)配套的測(cè)量電路,將電容的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。根據(jù)電容器參數(shù)變化的特性,電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型三種,其中極距變化型和面積變化型應(yīng)用較廣。