隨著社會工業化的不斷發展以及傳感器技術的日臻成熟,
電容式傳感器以其*的性能,目前已經得到了廣泛應用。電容式傳感器包括了一個接收器Tx與一個發射器Rx,其分別都具有在印刷電路板(PCB)層上成形的金屬走線。在接收器與發射器走線之間會形成一個電場。電容傳感器卻可以探測與傳感器電極特性不同的導體和盡緣體。當有物體靠近時,電極的電場就會發生改變。從而感應出物體的位移變化量。
電容式傳感器結構簡單,易于制造,精度高;可以做得很小,以實現某些特殊的測量,電容式傳感器一般用金屬作電極,以無機材料作絕緣支承,因此可工作在高低溫、強輻射及強磁場等惡劣的環境中,能承受很大的溫度變化,承受高壓力、高沖擊、過載等;能測超高壓和低壓差。
電容式傳感器由于極板間的靜電引力很小,需要的作用能量極小,可動部分可以做得小而薄,質量輕,因此固有頻率高,動態響應時間短,能在幾兆赫的頻率下工作,特適合于動態測量;可以用較高頻率供電,因此系統工作頻率高。它可用于測量高速變化的參數,如振動等。
電容式傳感器作為傳感器的一種,有其自身的特點:功率小、阻抗高;靜電引力小、動態特性良好;和電阻式傳感器相比,電容式傳感器本身發熱影響小;可進行非接觸測量;結構簡單,適應性強,可以在溫度變化比較大或具有各種輻射的惡劣環境中工作。
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。
電容式傳感器可用來測量直線位移、角位移、振動振幅,尤其適合測量高頻振動振幅、精密軸系回轉精度、加速度等機械量,還可用來測量壓力、差壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材料的涂層、油膜厚度、測量電介質的濕度、密度、厚度等。在自動檢測和控制系統中也常常用來作為位置信號發生器。
電容式傳感器是將被測量的變化轉換為電容量變化的一種裝置,它本身就是一種可變電容器。由于這種傳感器具有結構簡單,體積小,動態響應好,靈敏度高,分辨率高,能實現非接觸測量等特點,因而被廣泛應用于位移、加速度、振動、壓力、壓差、液位、等分含量等檢測領域。