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)物理量或機(jī)械量轉(zhuǎn)換成為電容變化量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置。它實(shí)際上就是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器,廣泛應(yīng)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。
電容式傳感器的基本工作原理是通過(guò)測(cè)量電容量的變化來(lái)反映被測(cè)量的大小。由于被測(cè)量變化將導(dǎo)致電容器電容量變化,通過(guò)測(cè)量電路,可把電容量的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。測(cè)知電信號(hào)的大小,即可判斷被測(cè)量的大小。
1、高靈敏度
微小變化檢測(cè):能夠感知非常小的物理量變化,如0.001μm甚至更小的位移。
低能量需求:由于帶電極板間的靜電吸引力很小,電容傳感器特別適宜用于需要低輸入能量的測(cè)量問(wèn)題。
2、非接觸式測(cè)量
避免磨損和污染:不需要與被測(cè)物體直接接觸,可用于測(cè)量高速變化的參數(shù),如振動(dòng)等。
適用于惡劣環(huán)境:能夠在高溫、強(qiáng)輻射和強(qiáng)磁場(chǎng)等惡劣環(huán)境中工作,不受惡劣條件的限制。
3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
易制造和小型化:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造且可以做得非常小巧,以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測(cè)量。
高耐用性:由于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),電容式傳感器具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地工作。
4、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快
適應(yīng)高頻工作:電容式傳感器的相對(duì)變化量只受線性和其他實(shí)際條件的限制,能在幾兆赫的頻率下工作。
快速檢測(cè):由于其高靈敏度和快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng),能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)快速變化的環(huán)境或物理量。
5、適應(yīng)性強(qiáng)
廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域:在工業(yè)自動(dòng)化、汽車制造、醫(yī)療設(shè)備和智能手機(jī)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用,提供重要的測(cè)量和控制功能。
特殊環(huán)境工作:它能承受很大的溫度變化、高壓力和高沖擊等惡劣環(huán)境,適用于超高壓和低壓差的測(cè)量。
6、分辨率高
精準(zhǔn)測(cè)量:由于傳感器的帶電極板間的引力極小,需要輸入能量低,特別適合于用來(lái)解決極小的壓力、力和小加速度的測(cè)量,分辨力非常高。
溫度穩(wěn)定性好:一般與電極材料無(wú)關(guān),有利于選擇溫度系數(shù)低的材料,又由于本身發(fā)熱極小,影響穩(wěn)定性也極微小。
7、具有平均效應(yīng)
減小表面粗糙度影響:如回轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)或偏心、小型滾珠軸承的徑向間隙等,采用時(shí),電容式傳感器具有平均效應(yīng),可以減小工件表面粗糙度等對(duì)測(cè)量的影響。