IFM易福門電容式傳感器優(yōu)勢及不足之處IFM易福門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:
(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10-5 N),因此所需輸入能量極小,所以特別適宜用來解決輸入能量低的 測量問題,例如測量極低的壓力、力和很小的加速度、位移等,可以做得很靈敏,分辨力非常髙,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,對穩(wěn)定性影響甚微。
(3)結(jié)構(gòu)簡單,適應(yīng)性強,待測體是導體或半導體均可,可在惡劣環(huán)境中工作。電容式傳感 器結(jié)構(gòu)簡單,易于制造,可做得非常小巧,以實現(xiàn)某些特殊的測量;能工作在高低溫、強輻射及強 磁場等惡劣的環(huán)境中,也能對帶有磁性的工件進行測量。
(4)動態(tài)響應(yīng)好。由于極板間的靜電引力很小,可動部分做得很小很薄,因此其固有頻率很 高,動態(tài)響應(yīng)時間短,能在幾兆赫的頻率下工作,特別適合動態(tài)測量,如測量振動、瞬時壓力等。
(5)可以實現(xiàn)非接觸測量,具有平均效應(yīng)。例如非接觸測量回轉(zhuǎn)軸的振動或偏心、小型滾珠 軸承的徑向間隙等。當采用非接觸測量時,電容式傳感器具有平均效應(yīng),可以減小工作表面粗糙 等對測量的影響。
IFM易福門電容式傳感器存在的不足之處如下:
(1)輸出阻抗高,負載能力差。
(2)寄生電容影響大。
IFM易福門電容式傳感器的初始電容量很小,而傳感器的引線電纜電容(lm~2m導線可達800 pF)、測 量電路的雜散電容以及傳感器極板與其周圍導體構(gòu)成的電容等“寄生電容”卻較大,這一方面降 低了傳感器的靈敏度;另一方面這些電容(如電纜電容)常常是隨機變化的,將使傳感器工作不穩(wěn) 定,影響測量精度,其變化量甚至超過被測量引起的電容變化量,致使傳感器無法工作。因此對 電纜的選擇、安裝、接法都要有要求。
IFM易福門電容式傳感器為減小電纜分布電容影響,可將電子線 路的前級裝在離傳感器敏感部分很近的地 方,或采用所謂“雙層屏蔽等電位傳輸技術(shù)”,
又稱“驅(qū)動電纜”技術(shù)。這種方法的基本思路 是:連接電纜采用內(nèi)外雙層屏蔽,使內(nèi)屏蔽層 與被屏蔽的導線電位相同,因而兩者之間沒 有容性電流存在,這樣使引線與內(nèi)屏蔽之間 的電纜電容不起作用,外屏蔽仍被接地而對 外界電場起屏蔽作用,其原理如圖5 - 15所 示。外屏蔽接地后,對地之間電容將成為1:1放大器的負載,它也與電容式傳感器的電 容無關(guān)。這樣無論電纜形狀和位置如何變化,都不會對傳感器的工作產(chǎn)生影響。
IFM易福門電容式傳感器兩點注意:
工作頻率等于或接近諧振頻率時,諧振頻率破壞了電容的正常作用。因此,工作頻率應(yīng)該先擇低于諧振頻率。
IFM易福門電容式傳感器的有效電容除與位移有關(guān)外,還與角頻率有關(guān)。因此,在實際應(yīng)用時必須與標定的條件相同。
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:趙春慧 :零七六九/二二三零零六零八 零七六九/二二三零一零九八
電容傳感器的特點:電容量小,變化更小(PF級)。理論上,交流電橋可作為電容傳感器的測量電路,但由于電容及變化太小,不易實現(xiàn)。包括(1)調(diào)頻電路(2)運算放大器式電路(3)二極管雙T形交流電橋(4)脈沖寬度調(diào)制電路
IFM易福門電容式傳感器由上下電極、絕緣體和襯底構(gòu)成。當薄膜受壓力作用時,薄膜會發(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,要用具有補償功能的測量電路對輸出電容進行非線性補償