電容式感測器的工作原理是怎樣的,電容式感測器的基本工作原理和型別是什麼?

時間 2022-04-07 04:11:51

1樓:匿名使用者

1.電容式感測器工作原理--簡介

電容式感測器是一種把被測的機械量轉換為電容量變化的感測器。它的敏感部分就是具有可變引數的電容器。電容式感測器可分為極距變化型、面積變化型、介質變化型三類。

極距變化型一般用來測量微小的線位移或由於力、壓力、振動等引起的極距變化。面積變化型一般用於測量角位移或較大的線位移。介質變化型常用於物位測量和各種介質的溫度、密度、濕度的測定。

2.電容式感測器工作原理--優缺點

電容器感測器的優點是結構簡單,**便宜,靈敏度高,過載能力強,動態響應特性好和對高溫、輻射、強振等惡劣條件的適應性強等。缺點是輸出有非線性,寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大,以及聯接電路較複雜等。70年代末以來,隨著積體電路技術的發展,出現了與微型測量儀表封裝在一起的電容式感測器。

這種新型的感測器能使分布電容的影響大為減小,使其固有的缺點得到克服。電容式感測器是一種用途極廣,很有發展潛力的感測器。

3.電容式感測器工作原理

電容式感測器的電容檢測元件是根據圓筒形電容器原理進行工作的,電容器由兩個絕緣的同軸圓柱極板內電極和外電極組成,在兩筒之間充以介電常數為e的電解質時,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為內筒電極的直徑;e為中間介質的電介常數。在實際測量中d、d、e是基本不變的,所以電容式感測器具有使用方便,結構簡單和靈敏度高等特點。

2樓:廣州合熠科技

電容式感測器的電容檢測元件是根據圓筒形電容器原理進行工作的,電容器由兩個絕緣的同軸圓柱極板內電極和外電極組成,在兩筒之間充以介電常數為e的電解質時,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為內筒電極的直徑;e為中間介質的電介常數。在實際測量中d、d、e是基本不變的,所以電容式感測器具有使用方便,結構簡單和靈敏度高等特點。

電容式感測器的基本工作原理和型別是什麼?

3樓:嘉準感測器

電感式接近開關,只感應金屬物體,主要原理,電渦流效應。檢測距離與體積有關,常規0~200mm

霍爾開關,只感應磁性物體,主要原理,霍爾效應,檢測距離與磁性有關,常規10~100mm

光電開關,可以檢測認為物體,距離比較遠。分對射,漫反射,鏡面反射。對射距離最遠,常規1~100公尺,鏡面反射距離其次,常規1~10公尺,漫反射最短,常規2~2公尺。原理紅外光

電容式接近開關,可以檢測任何物體,原理根據電介質的變化,檢測距離與電解質有關,一般液體距離比較長,固體或者是含水分很少的物質距離比較短,常規距離0~100mm,同時與體積有關

以上幾種接近開關,根據不同的要求,分別可以做出不同外形尺寸和輸出方式,供電電壓的產品。f&c嘉準接近感測器是業界知名產品。

4樓:

電容感測器也屬於具有開關量輸出的位置感測器,是一種接近式開關。 它的測量頭通常是構成電容器的乙個極板,而另乙個極板是待測物體的本身。當物體移向接近開關時,物體和接近開關的介電常數發生變化,使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化。

由此,便可控制開關的接通和關斷。

電容感測器介紹:用電測法測量非電學量時,首先必須將被測的非電學量轉換為電學量而後輸入之。通常把非電學量變換成電學量的元件稱為變換器;根據不同非電學量的特點設計成的有關轉換裝置稱為感測器,而被測的力學量(如位移、力、速度等)轉換成電容變化的感測器稱為電容感測器。

從能量轉換的角度

而言,電容變換器為無源變換器,需要將所測的力學量轉換成電壓或電流後進行放大和處理。力學量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉伸、壓縮、膨脹、變形等無不與長度有著密切聯絡的量;這些量又都是通過長度或者長度比值進行測量的量,而其測量方法的相互關係也很密切。另外,在有些條件下,這些力學量變化相當緩慢,而且變化範圍極小,如果要求測量極小距離或位移時要有較高的解析度,其他感測器很難做到實現高解析度要求,在精密測量中所普遍使用的差動變壓器感測器的解析度僅達到1~5 μm數量級;而有一種電容測微儀,他的解析度為0.

01 μm,比前者提高了兩個數量級,最大量程為100±5 μm,因此他在精密小位移測量中受到青睞。[7]

對於上述這些力學量,尤其是緩慢變化或微小量的測量,一般來說採用電容式感測器進行檢測比較適宜,主要是這類感測器具有以下突出優點:

(1)測量範圍大其相對變化率可超過100%;

(2)靈敏度高,如用比率變壓器電橋測量,相對變化量可達10-7數量級;

(3)動態響應快,因其可動質量小,固有頻率高,高頻特性既適宜動態測量,也可靜態測量;

(4)穩定性好由於電容器極板多為金屬材料,極板間襯物多為無機材料,如空氣、玻璃、陶瓷、石英等;因此可以在高溫、低溫強磁場、強輻射下長期工作,尤其是解決高溫高壓環境下的檢測難題。

電容式感測器的工作原理具體是什麼樣的?

5樓:豬和咪

德國公尺銥電容位移感測器原理圖

電容位移感測器原理

capancdt電容式位移感測器基於平板電容原理。電容的兩極分別是感測器和與之相對的被測物體。如果有穩定交流電通過感測器,輸出交流電的電壓會與感測器到被測物體之間的距離成正比關係,從而可以通過測量電壓的變化得到距離資訊。

電容位移感測器是一種非接觸電容式原理的精密測量儀器,具有一般非接觸式儀器所共有的無磨擦、無損磨特點外,還具有訊雜比大,靈敏度高,零漂小,頻響寬,非線性小,精度穩定性好,抗電磁干擾能力強和使用操作方便等優點。

實際應用當中, 源於獨特的磁遮蔽環設計,德國公尺銥的電容式感測器可以實現近乎完美的線性測量。但是,電容感測器要求探頭到被測物體之間的電介質必須均勻恆定。測量系統對於測量範圍內的電介質變化非常敏感。

德國公尺銥的電容式位移感測器也可以用於絕緣體的測量,源於這些絕緣體會改變測量間隙內的介電常數。通過後續電路的調整,即使測量絕緣體,也可以得到幾乎線性的訊號輸出。源於電磁轉化過程,電容感測器可以測量所有金屬。

電容測量系統主要測量平板電阻的阻抗值,阻抗值與探頭到被測物體之間的距離成正比。

傳統電容式感測器,會從電極側面散發磁力線。這中磁場會導致錯誤的測量結果。德國公尺銥的電容式感測器帶有乙個接地遮蔽環,可以有效減少側面磁場和邊界效應,從而得到更加準確的測量結果。

從接地遮蔽環發出的磁力線不會影響測量結果。

高精度測量電容式測量原理是幾種精度最高的測量原理之一。但是問題是,如此微小的測量距離會導致測量訊號變化同樣微小。也就是說,在探頭和被測物體之間僅有很少量的電子可以用來顯示距離的變化。

這意味著,如果有很小的漏電流或寄生電流流過探頭到控制器的電路,也會影響測量結果的準確性。因此,探頭到控制器之間的電纜需要特殊的雙遮蔽電纜。這種特殊的,全封閉的rf電纜保證了高訊號質量。

雙遮蔽電纜與接地磁遮蔽技術的使用,使高精度測量成為可能。

由於環境溫度的改變,導致的被測物體導電性變化,對測量結果沒有影響。電容式測量原理使感測器甚至可以在波動的溫度環境下使用。德國公尺銥的電容感測器探頭擁有非常複雜的內部結構。

作為平板電容,可以根據客戶的不同要求,將感測器安裝在不同機械結構上。

德國公尺銥的 capancdt 電容式感測器是世界上最精確的位移感測器之一。解析度可以達到奈米級別。

公尺銥的電容式感測器可以在更換探頭時,無需重新校準。這無疑大大方便了客戶。這使得不同量程的電容感測器和控制器可以簡便的更換,而無需重新校準。

更換一支感測器的時間僅僅為數秒,這比起市場上絕大部分感測器來說,是個巨大的優勢。德國公尺銥公司還允許被測物體的非接觸接地。如果同時使用兩通道測量,例如厚度測量,必須同步兩個通道的測量結果。

被測物體則必須接地。對於capancdt系列測量系統,接地的工作由控制器完成。而該過程是自動完成的。

電容式測量原理特性:

採用電容式測量原理,需要潔淨和乾燥的環境,否則感測器探頭和被測物體之間的物質介電常數的變化會影響測量結果。我們也推薦任何時候,都盡量縮短探頭到控制器之間的電纜長度。對於標準裝置,配備前置放大器,電纜長度設定為1m, (根據不同的模組選擇,最長能到3m)。

如果配備外接放大器,探頭到控制器之間的電纜長度可以達到20m。

電容位移感測器一般用於需要很高精度的應用環境。他們被用於測量振動,振盪,膨脹,位移,撓度和形變等等測量任務。因此,電容式位移感測器經常被用作質量保證。

最新型的電容位移,解析度可以達到奈米級別。源於超強的溫度穩定性,在劇烈的溫度波動情況下,電容式感測器是理想的選擇。

電容式感測器是測量哪個變化量,簡述電容式感測器的基本工作原理 型別

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電容式位移感測器精度最高能到多少?量程呢?

以德國公尺銥的capancdt6530系列為例,絕對誤差能夠達到微公尺,靜態解析度達到奈米,動態解析度達到1個奈米。但是使用條件要特別注意,比較嚴苛。電容位移感測器是一種非接觸電容式原理的精密測量儀器,具有一般非接觸式儀器所共有的無磨擦 無損磨和無惰性特點外,還具有訊雜比大,靈敏度高,零漂小,頻響寬...

位移感測器原理,位移感測器的工作原理是什麼?

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