电容传感器特点与应用
主要优点:
(1)输人能量小而灵敏度高。
(2)电参量相对变化大。
(3)动态特性好。
(4)能量损耗小。
(5)结构简单,适应性好。
主要缺点:
(1)非线性大。
解决办法:利用测量电路。常用的电桥电路如下:
电容传感器的电桥电路
结论:电容转换成电压变化也是非线性的。因此,输出与输人之间的关系出现较大的非线性。采用差动式结构非线性可以得到适当改善,但不能完全消除。
比例运算放大器电路
结论:输出电压 与电容传感器间隙 成线性关系。
(2)电缆分布电容影响大。
1. 电容式传感器应用举例
电容式传感器广泛应用在位移、压力、流量、液位等的测试中。电容式传感器的精度和稳定性也日益提高,高精度达0.01%电容式传感器已有商品出现,如一种250mm量程的电容式位移传感器,精度可达5μm。
(1)电容式测厚仪: 测量金属带材在轧制过程中厚度
C1、C2工作极板与带材之间形成两个电容, 其总电容为C= C1+C2 。当金属带材在轧制中厚度发生变化时,将引起电容量的变化。通过检测电路可以反映这个变化,并转换和显示出带材的厚度。
(2)电容式转速传感器
当齿轮转动时,电容量发生周期性变化,通过测量电路转换为脉冲信号,则频率计显示的频率代表转速大小。设齿数为z,频率为f,则转速为:
(4.36)