Kā darbojas kapacitatīvie sensori
Kapacitatīvie sensori izmanto dažādu veidu kondensatorus kā sensorus. Sakarā ar izmērītās vērtības izmaiņām mainīsies kondensatora kapacitāte. Izmantojot mērīšanas ķēdi, kapacitātes izmaiņas var pārvērst elektriskā signāla izvadē. Izmērot elektriskā signāla lielumu, var spriest par izmērīto lielumu. Tas ir kapacitatīvo sensoru darbības pamatprincips.
Kapacitatīvo sensoru priekšrocības
1. Laba temperatūras stabilitāte
Kapacitatīvā sensora kapacitātes vērtība parasti nav atkarīga no elektroda materiāla, kas ir labvēlīgs materiālu izvēlei ar zemiem temperatūras koeficientiem, un tam ir maza ietekme uz stabilitāti tā ļoti mazās siltuma ģenerēšanas dēļ. Pretestības sensoram ir vara zudumi, kas siltuma ģenerēšanas dēļ viegli rada nulles novirzi.
2. Vienkārša struktūra
Kapacitatīvajam sensoram ir vienkārša struktūra, tas ir viegli izgatavojams un nodrošina augstu precizitāti, un to var padarīt ļoti mazu, lai sasniegtu dažus īpašus mērījumus; tas var darboties skarbā vidē, piemēram, augstā temperatūrā, spēcīgs starojums un spēcīgi magnētiskie lauki, un var izturēt lielas temperatūras izmaiņas, izturēt augstu spiedienu, lielu triecienu, pārslodzi utt.; var izmērīt īpaši{0}}augstu temperatūru un zema spiediena starpību, kā arī var izmērīt magnētisko darbu.
3. Laba dinamiska reakcija
Tā kā starp elektrodu plāksnēm ir maza elektrostatiskā pievilcība (apmēram daži 10(-5)N), kapacitatīvais sensors prasa ļoti maz enerģijas, un tā kustīgo daļu var padarīt ļoti mazu un plānu, tas ir, masa Tas ir ļoti gaisma, tāpēc tā dabiskā frekvence ir augsta, dinamiskās reakcijas laiks ir īss, un tas var strādāt vairāku megahercu frekvencēs, kas ir īpaši piemērots dinamiskiem mērījumiem. Un tā mazo dielektrisko zudumu dēļ to var darbināt ar augstāku frekvenci, tāpēc sistēma darbojas ar augstu frekvenci. To var izmantot, lai izmērītu strauji mainīgus parametrus.
4. Bezkontakta-mērīšana un augsta jutība
Rotācijas vārpstu vibrācijas vai ekscentricitātes bezkontakta mērīšana, mazo lodīšu gultņu radiālā klīrenss utt. Izmantojot bezkontakta mērīšanu, kapacitatīvajam sensoram ir vidējais efekts, kas var samazināt sagataves virsmas raupjums uz mērījuma.
In addition to the above advantages, capacitive sensors can measure extremely low pressure, force, and small acceleration, displacement, etc. It can be made very sensitive, with high resolution, and can sense displacements of 0.01μm or even smaller. Due to its small loss of medium such as air, the zero residual generated when the differential structure is connected in a bridge type is small, so the circuit is allowed to perform high magnification amplification, so that the instrument has high sensitivity.
Kapacitatīvo sensoru trūkumi
1. Augsta izejas pretestība un slikta kravnesība.
No matter what type of capacitive sensor, limited by the geometric size of the electrode plate, its capacitance is very small, generally tens to hundreds of picofarads (pF), so the output impedance of the capacitive sensor is very high, up to Ω. Due to the high output impedance, the output power is small, the load capacity is poor, and it is easily affected by external interference and causes instability, and even cannot work in severe cases.
2. Parazītiskajai kapacitātei ir liela ietekme.
Kapacitatīvā sensora sākotnējā kapacitāte ir ļoti maza, savukārt svina kabeļa, kas savieno sensoru un elektronisko ķēdi, kapacitāte, elektroniskās shēmas izkliedētā kapacitāte un kapacitatīvās plāksnes un apkārtējo vadītāju veidotā kapacitāte ir salīdzinoši liela. Parazitārās kapacitātes esamība ne tikai samazina mērījumu jutību, bet arī izraisa nelineāru izvadi. Tā kā parazitārā kapacitāte mainās nejauši, sensors ir nestabilā darba stāvoklī, kas ietekmē mērījumu precizitāti.