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電容式傳感器的定義及工作原理介紹

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量(如尺寸、壓力等)的變化轉換成電容量變化的一種傳感器。把被測的機械量,如位移、壓力等轉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的電容器。其*常用的形式是由兩個平行電極組成、極間以空氣為介質的電容器(見圖)。若忽略邊緣效應,平板電容器的電容為εA/δ,式中ε為極間介質的介電常數,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 三個參數中任一個的變化都將引起電容量變化,并可用于測量。因此電容式傳感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于力、壓力、振動等引起的極距變化(見電容式壓力傳感器)。面積變化型一般用于測量角位移或較大的線位移。介質變化型常用于物位測量和各種介質的溫度、密度、濕度的測定。70年代末以來,隨著集成電路技術的發展,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,使其固有的缺點得到克服。電容式傳感器是一種用途極廣,很有發展潛力的傳感器。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

  由物理學可知,在忽略邊緣效應的情況下,平板電容器的電容量為

  ε0 —真空的介電常數, =8.854×10-12F/m;

  ε—極板間介質的相對介電系數,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,當被測量δ、S或ε發生變化時,會引起電容的變化。如果保持其中的兩個參數不變,而僅改變另一個參數,就可把該參數的變化變換為單一電容量的變化,再通過配套的測量電路,將電容的變化轉換為電信號輸出。根據電容器參數變化的特性,電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型和介質變化型三種,其中極距變化型和面積變化型應用較廣。

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