傳感器倒也打

1、 電容式傳感器 把被測的機械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。它的敏感局部就是具有可變參數(shù)的電容器。其最常用的形式是由兩個平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器見圖。假設(shè)忽略邊緣效應(yīng)，平板電容器的電容為S/d，式中為極間介質(zhì)的介電常數(shù)，S為兩極板互相覆蓋的有效面積，d為兩電極之間的距離。d、s、 三個參數(shù)中任一個的變化都將引起電容量變化，并可用于測量。因此電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類。極距變化型一般用來測量微小的線位移或由于力、壓力、振動等引起的極距變化(見電容式壓力傳感器)。面積變化型一般用于測量角位移或較大的線位移。介質(zhì)變化型常用于物位測量和各種介質(zhì)的

2、溫度、密度、濕度的測定。一、工作原理：電容式傳感器也常常被人們稱為電容式物位計，電容式物位計的電容檢測元件是根據(jù)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(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，兩圓筒間的電容量為C=2eL/lnD/d，式中L為兩筒相互重合局部的長度；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)。在實際測量中D、d、e是根本不變的，故測得C即可知道液位的上下，這也是電容式傳感器具有使用方便，結(jié)構(gòu)簡單和靈敏度高，價格廉價等特點的原因之一。二、電容傳感器的測量范圍：1、 ZCS1100型精密電容位移傳感器。本傳感器可以在線檢測壓電

3、微位移、振動臺，電子顯微鏡微調(diào)，天文望遠鏡鏡片微調(diào)，精密微位移測量等。該傳感器是一個單一的通道，高性能線性位移測量系統(tǒng)，創(chuàng)新的電容位移測量技術(shù)，提供了納米測量能力，本錢低，適合測量任何導(dǎo)電目標(biāo)。2、FWS-C型在線電容式水分檢測傳感器。在線檢測各種工作機械的液壓、潤滑系統(tǒng)介質(zhì)的含水率，特別是外部水容易滲入機械內(nèi)部的軋鋼機、造紙機、汽輪 機、船舶機械。 監(jiān)視循環(huán)油系統(tǒng)是否存在泄漏，如水冷卻器等。 監(jiān)視工作機械的密封元件是否損壞，引起外部水滲入。 監(jiān)視環(huán)境空氣濕度對潤滑液壓系統(tǒng)油品品質(zhì)和含水率的影響。，從而精確測定潤滑油質(zhì)量，預(yù)測設(shè)備故障，是設(shè)備潤滑油管理中的關(guān)鍵部件。本傳感器采用螺紋連差動式電容

4、測厚傳感器接，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)可靠，測量精度高，工作穩(wěn)定，具有較強的抗電磁干擾性能。封閉型不銹鋼制外殼具有很好的防水防塵性能。可直接安裝于工廠現(xiàn)場液壓潤滑管道上。是理想的在線水分檢測傳感器。該傳感器還可與控制室中的二次儀表或控制器相連，在線、連續(xù)、實時的檢測各種低水分油品的含水率。直接顯示，遠程控制和報警。實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，積算、傳輸和控制功能。普遍應(yīng)用于大中型機械聯(lián)動機組的液壓、潤滑循環(huán)系統(tǒng) 例如：高線軋機和板帶軋機潤滑油系統(tǒng)、板帶軋機和棒線軋機液壓傳動系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機組潤滑系加速度傳感器統(tǒng)、造紙機組潤滑系統(tǒng)、船舶機械潤滑系統(tǒng)、燃料油庫。粘度計，污染度，濕度計電容式傳感器3、 FW-C1型電

5、容式潤滑油實時在線監(jiān)測傳感器。本傳感器可以在線準(zhǔn)確測定潤滑油的污染程度，包括氧化程度、含水量和其它機械化學(xué)雜質(zhì)污染度，從而精確測定潤滑油質(zhì)量，判定是否需要更換潤滑油，即可節(jié)約油料，又能預(yù)測設(shè)備故障，是設(shè)備潤滑油管理中改變傳統(tǒng)的按期換油，實現(xiàn)按質(zhì)換油的關(guān)鍵部件。本傳感器采用螺紋連接，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)可靠，是理想的在線潤滑油檢測傳感器，可普遍應(yīng)用于各類大型動力機械，軸承，齒輪箱，泵機和汽輪機的潤滑油檢測質(zhì)量實時檢測中。該傳感器還可與控制室中的二次儀表或控制器相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，積算、傳輸和控制功能。電容式壓力傳感器4、電容式壓力傳感器5、加速度傳感器6、差動式電容測厚傳感器三、特點優(yōu)勢電容式傳

6、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0.001m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(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)簡單,易于制造,可做得非常小巧，以實現(xiàn)某些

7、特殊的測量;能工作在上下溫、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，可動局部做得很小很薄，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(dāng)采用非接觸測量時,電容式傳感器具有平均效應(yīng)，可以減小工作外表粗糙 等對測量的影響。四、缺乏之處電容式傳感器存在的缺乏之處如下：(1)輸出阻抗高，負(fù)載能力差。(2)寄生電容影響大。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

8、2m導(dǎo)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(dǎo)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。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局部很近的地 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)。這種方法的根本思路 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(dǎo)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

9、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(fù)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。驅(qū)動電纜原理圖實驗證明：采用驅(qū)動電纜技術(shù),即使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(yīng)該先擇低于諧振頻率。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(biāo)定的條件相同。五、優(yōu)缺點電容式傳感器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,價格廉

10、價，靈敏度高，零磁滯，真空兼容，過載能力強，動態(tài)響應(yīng)特性好和對高溫、輻射、強振等惡劣條件的適應(yīng)性強等。缺點是輸出有非線性，寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯(lián)接電路較復(fù)雜等。 6、 電容傳感器的發(fā)張趨勢：70年代末以來，隨著集成電路技術(shù)的開展,出現(xiàn)了與微型測量儀表封裝在一起的電容式傳感器。這種新型的傳感器能使分布電容的影響大為減小，使其固有的缺點得到克服。電容式傳感器是一種用途極廣，很有開展?jié)摿Φ膫鞲衅?。典型的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，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

11、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。七、總結(jié) 本文主要介紹了電容傳感器的一些相關(guān)知識和特點，并列舉了一些應(yīng)用。從這些應(yīng)用中我們可看見光電傳感器無限的開展前景。光電傳感器在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。人類社會對傳感器提出的要求越來越高是其開展的強大動力，突飛猛進的代科學(xué)技術(shù)那么為其提供了堅強的后盾，我們相信在不懈的探索中，光電傳感器的應(yīng)用定會有新的飛躍。參考文獻 1曾光奇，胡均安，盧文祥.工程測試技術(shù)根底M.武漢：華中科技大學(xué)出版社2002. 2 唐守鋒, 童敏. 檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)M. 徐州: 中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2021. 3 張正偉. 傳感器原理與應(yīng)用M. 北京: 中央播送電視大學(xué)出版社，1991. 4 王元慶. 新型傳感器原理及應(yīng)用M.&#