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易福門電容式傳感器的優缺點
2015-6-3 閱讀(1076)
易福門電容式傳感器的優缺點
易福門電容式傳感器也常常被人們稱為電容式物位計，易福門電容式物位計的電容檢測元件是根據圓筒形電容器原理進行工作的，電容器由兩個絕緣的同軸圓柱極板內電極和外電極組成，在兩筒之間充以介電常數為e的電解質時，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度;D為外筒電極的直徑;d為內筒電極的直徑;e為中間介質的電介常數。在實際測量中D、d、e是基本不變的，故測得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，結構簡單和靈敏度高，價格便宜等特點的原因之一。
易福門電容式傳感器的特點優勢
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,分辨力非常高，能 感受0.001μm甚至更小的位移。
(2)溫度穩定性好。易福門傳感器的電容值一般與電極材料無關，有利于選擇溫度系數低的材料， 又因本身發熱極小，對穩定性影響甚微。
(3)結構簡單，適應性強，待測體是導體或半導體均可,可在惡劣環境中工作。電容式傳感 器結構簡單,易于制造,可做得非常小巧，以實現某些特殊的測量;能工作在高低溫、強輻射及強 磁場等惡劣的環境中，也能對帶有磁性的工件進行測量。
(4)動態響應好。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，動態響應時間短，能在幾兆赫的頻率下工作，特別適合動態測量，如測量振動、瞬時壓力等。
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。
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 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。
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"，
又稱"驅動電纜"技術。這種方法的基本思路 是:連接電纜采用內外雙層屏蔽，使內屏蔽層 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。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生影響。
實驗證明:采用驅動電纜技術,即使易福門電容式傳感器電容較小，在傳輸電纜長達10 m時，傳感 器仍能很好地工作。
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，工作頻率應該先擇低于諧振頻率。
易福門電容式傳感器的有效電容除與位移有關外，還與角頻率有關。因此，在實際應用時必須與標定的條件(ω)相同。
(5)可以實現非接觸測量，具有平均效應。例如非接觸測量回轉軸的振動或偏心、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，可以減小工作表面粗糙 等對測量的影響。
易福門電容式傳感器的優缺點
