变介电常数型电容传感器设被测非导电液体的介电常数为ε1,液面高度为h,传感器总高度为H,内筒外径为d,外筒内径为D,此时电容值为
式中,ε为空气介电常数;C0为由传感器的基本尺寸决定的初始电容值,。此传感器的电容量正比于被测液位的高度h。阻值的变化量反映了位移的量值,阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。
电容传感器是将被测量(尺寸、压力等)的变化转换成电容变换量的一种传感器。它本身就是一个可变电容器,有的也与被测物体一起组成可变电容器。
知识点1-电容传感器的工作原理
对于一个平板电容器,它的电容量其中ε0为真空的介电常数;ε为介质相对于真空的介电常数;A为极板的覆盖面积;δ为两极板间的距离。
可见,当电容器中的ε、δ、A发生变化,均会引起电容的变化。基于这个原理,固定住其中两个参数,只改变剩下一个参数,就能达到通过电容量变化观测被测值的目的。随着微机电技术的发展,如今的电容式加速度传感器都普遍采用的MEMS技术制造。只需要配套测量电路,将电容的变化转化为电信号输出,即可得到被测值。根据变化参数的不同,电容传感器可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三种。
知识点2-极距变化型电容传感器
保证电容器的两个极板间相互覆盖面积和介质不变,那么电容量将与极距呈非线性关系。电容的变化量:得到传感器的灵敏度
可见极距变化型电容传感器的灵敏度与极距的二次方成反比,极距越小,灵敏度越高,但它们是非线性关系。为了减小非线性误差,通常测量范围Δδ?δ0,一般规定极距变化范围Δδ≈0.1。
实际应用中常采用差动型电容传感器以稳定传感器性能,它的结构与差动型可变磁阻式传感器相似,灵敏度是通常结构的二倍。
被动式高的精度电容位移传感器:代表型号:48XX 系列,88XX系列,Mini系列
被动式电容传感器为一种非接触式精密位置传感器。基于追求的线性和稳定性而设计,其测量带宽高达20千赫-专用于伺服系统位置反馈和快速机床伺服应用理念。
主动式高的精度电容位移传感器:代表型号,58XX系列,68XX系列
-----突破纳米分辨率壁垒——实现亚纳米分辨率与快速响应-高达100千赫带宽!
6810型高分辨率电容式传感器提供了进的位置和位移性能测量。6810是专为“高动态”测量高速旋转或振荡的物体,如精密硬盘驱动主轴电机、精密空气轴承主轴和机械轴承
电容位移传感器主要特点:能测量室内侧和室外侧的部分、车轮的位移、安全气囊的起动,在控制变速箱和液压系统工作的条件下完成起动、运动及停止等操作。电容式位移传感器的特点优势高阻抗、小功率,因而所需的输入力很小,输入能量也很低。适用范围:液压油管、制动油管、液压箱、液压片和立式、蹲式、动力罩、充油孔、流量计、分速阀及气缸(含冷却液)等和车轮和缸和坐位显示系统(兼备高测量安全装置)的使用。
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