隨著社會工業(yè)化的不斷發(fā)展以及傳感器技術(shù)的日臻成熟,
電容式傳感器以其*的性能,目前已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。電容式傳感器包括了一個接收器Tx與一個發(fā)射器Rx,其分別都具有在印刷電路板(PCB)層上成形的金屬走線。在接收器與發(fā)射器走線之間會形成一個電場。電容傳感器卻可以探測與傳感器電極特性不同的導(dǎo)體和盡緣體。當(dāng)有物體靠近時,電極的電場就會發(fā)生改變。從而感應(yīng)出物體的位移變化量。
電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡單,易于制造,精度高;可以做得很小,以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測量,電容式傳感器一般用金屬作電極,以無機(jī)材料作絕緣支承,因此可工作在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場等惡劣的環(huán)境中,能承受很大的溫度變化,承受高壓力、高沖擊、過載等;能測超高壓和低壓差。
電容式傳感器由于極板間的靜電引力很小,需要的作用能量極小,可動部分可以做得小而薄,質(zhì)量輕,因此固有頻率高,動態(tài)響應(yīng)時間短,能在幾兆赫的頻率下工作,特適合于動態(tài)測量;可以用較高頻率供電,因此系統(tǒng)工作頻率高。它可用于測量高速變化的參數(shù),如振動等。
電容式傳感器作為傳感器的一種,有其自身的特點(diǎn):功率小、阻抗高;靜電引力小、動態(tài)特性良好;和電阻式傳感器相比,電容式傳感器本身發(fā)熱影響??;可進(jìn)行非接觸測量;結(jié)構(gòu)簡單,適應(yīng)性強(qiáng),可以在溫度變化比較大或具有各種輻射的惡劣環(huán)境中工作。
電容式傳感器也常常被人們稱為電容式物位計(jì),電容式物位計(jì)的電容檢測元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進(jìn)行工作的,電容器由兩個絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極組成,在兩筒之間充以介電常數(shù)為e的電解質(zhì)時,兩圓筒間的電容量為C=2∏eL/lnD/d,式中L為兩筒相互重合部分的長度;D為外筒電極的直徑;d為內(nèi)筒電極的直徑;e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實(shí)際測量中D、d、e是基本不變的,故測得C即可知道液位的高低,這也是電容式傳感器具有使用方便,結(jié)構(gòu)簡單和靈敏度高,價格便宜等特點(diǎn)的原因之一。
電容式傳感器可用來測量直線位移、角位移、振動振幅,尤其適合測量高頻振動振幅、精密軸系回轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)械量,還可用來測量壓力、差壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材料的涂層、油膜厚度、測量電介質(zhì)的濕度、密度、厚度等。在自動檢測和控制系統(tǒng)中也常常用來作為位置信號發(fā)生器。
電容式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種裝置,它本身就是一種可變電容器。由于這種傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單,體積小,動態(tài)響應(yīng)好,靈敏度高,分辨率高,能實(shí)現(xiàn)非接觸測量等特點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于位移、加速度、振動、壓力、壓差、液位、等分含量等檢測領(lǐng)域。