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具體分析下TURCK電容式傳感器的技術(shù)原理
更新時(shí)間:2022-10-25   點(diǎn)擊次數(shù):1224次
  TURCK電容式傳感器由上下電極、絕緣體和襯底構(gòu)成。當(dāng)薄膜受壓力作用時(shí),薄膜會(huì)發(fā)生一定的變形,因此,上下電極之間的距離發(fā)生一定的變化,從而使電容發(fā)生變化。但電容式壓力傳感器的電容與上下電極之間的距離的關(guān)系是非線性關(guān)系,因此,要用具有補(bǔ)償功能的測(cè)量電路對(duì)輸出電容進(jìn)行非線性補(bǔ)償。
 
  TURCK電容式傳感器的技術(shù)原理:
 
  電容式物位計(jì)的電容檢測(cè)元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進(jìn)行工作的,電容器由兩個(gè)絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極組成,在兩筒之間充以介電常數(shù)為e的電解質(zhì)時(shí),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(zhǎng)度;D為外筒電極的直徑;d為內(nèi)筒電極的直徑;e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實(shí)際測(cè)量中D、d、e是基本不變的,故測(cè)得C即可知道液位的高低,這也是電容式傳感器具有使用方便,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和靈敏度高,價(jià)格便宜等特點(diǎn)的原因之一。
 
  電容式傳感器與電阻式、電感式等傳感器相比有如下一些優(yōu)點(diǎn):
 
  (1)高阻抗、小功率,因而所需的輸入力很小,輸人能量也很低。電容式傳感器因帶電極板間靜電引力極小(約幾個(gè)10-5 N),因此所需輸入能量極小,所以特別適宜用來(lái)解決輸入能量低的測(cè)量問(wèn)題,例如測(cè)量極低的壓力、力和很小的加速度、位移等,可以做得很靈敏,分辨力非常高,能感受0.001μm甚至更小的位移。
 
  (2)溫度穩(wěn)定性好。傳感器的電容值一般與電極材料無(wú)關(guān),有利于選擇溫度系數(shù)低的材料,又因本身發(fā)熱極小,對(duì)穩(wěn)定性影響甚微。
 
  (3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適應(yīng)性強(qiáng),待測(cè)體是導(dǎo)體或半導(dǎo)體均可,可在惡劣環(huán)境中工作。電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造,可做得非常小巧,以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測(cè)量;能工作在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場(chǎng)等惡劣的環(huán)境中,也能對(duì)帶有磁性的工件進(jìn)行測(cè)量。
 
  (4)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。由于極板間的靜電引力很小,可動(dòng)部分做得很小很薄,因此其固有頻率很高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短,能在幾兆赫的頻率下工作,特別適合動(dòng)態(tài)測(cè)量,如測(cè)量振動(dòng)、瞬時(shí)壓力等。
 
  (5)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量,具有平均效應(yīng)。例如非接觸測(cè)量回轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)或偏心、小型滾珠軸承的徑向間隙等。當(dāng)采用非接觸測(cè)量時(shí),電容式傳感器具有平均效應(yīng),可以減小工作表面粗糙等對(duì)測(cè)量的影響。
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