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电容式传感器的定义及工作原理介绍

电容式传感器的定义及工作原理介绍
电容式传感器是将被测量(如尺寸、压力等)的变化转换成电容量变化的一种传感器。把被测的机械量,如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其*常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器(见图)。若忽略边缘效应,平板电容器的电容为εA/δ,式中ε为极间介质的介电常数,A为两电极互相覆盖的有效面积,δ为两电极之间的距离。

  δ、A、ε 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化,并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化(见电容式压力传感器)。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。70年代末以来,随着集成电路技术的发展,出现了与微型测量仪表封装在一起的电容式传感器。这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小,使其固有的缺点得到克服。电容式传感器是一种用途极广,很有发展潜力的传感器。湿度传感器探头, ,不锈钢电热管 PT100传感器, ,铸铝加热器,加热圈  流体电磁阀

  电容式传感器工作原理

  由物理学可知,在忽略边缘效应的情况下,平板电容器的电容量为

  ε0 —真空的介电常数, =8.854×10-12F/m;

  ε—极板间介质的相对介电系数,在空气中,ε=1;

  S—极板的遮盖面积(m2);

  δ—两平行极板间的距离(m)。

  上式表明,当被测量δ、S或ε发生变化时,会引起电容的变化。如果保持其中的两个参数不变,而仅改变另一个参数,就可把该参数的变化变换为单一电容量的变化,再通过配套的测量电路,将电容的变化转换为电信号输出。根据电容器参数变化的特性,电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三种,其中极距变化型和面积变化型应用较广。

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