Principio di funzionamento del sensore capacitivo
I sensori capacitivi si basano su vari tipi di condensatori come elementi di rilevamento, perché i cambiamenti misurati porteranno a cambiamenti di capacità del condensatore, attraverso il circuito di misurazione, le variazioni di capacità possono essere convertite in uscita del segnale elettrico. Misurare la dimensione del segnale elettrico, può giudicare la dimensione misurata. Ecco come funzionano i sensori capacitivi.
Vantaggi dei sensori capacitivi
1, buona stabilità della temperatura
Il valore di capacità del sensore capacitivo è generalmente indipendente dal materiale dell'elettrodo, che favorisce la selezione di materiali con basso coefficiente di temperatura e, a causa del suo calore molto piccolo, poca influenza sulla stabilità. Il sensore di resistenza ha perdita di rame, facile da riscaldare a deriva zero.
2. Struttura semplice
I sensori capacitivi sono semplici nella struttura, facili da produrre e garantiscono un'elevata precisione, e possono essere resi molto piccoli per ottenere alcune misurazioni speciali; Può funzionare ad alta temperatura, forte radiazione e forte campo magnetico e altri ambienti difficili, può sopportare grandi variazioni di temperatura, resistere ad alta pressione, impatto elevato, sovraccarico, ecc. Può misurare la differenza tra alta temperatura e bassa pressione, inoltre può misurare il lavoro magnetico.
3. Buona risposta dinamica
Sensori capacitivi a causa dell'attrazione elettrostatica tra la piastra carica è piccola (circa diversi 10 ^ (5) N), al ruolo di energia, e a causa della sua parte mobile può essere fatto molto piccolo è molto sottile, la qualità è molto leggera, quindi la sua frequenza intrinseca è molto alta, il tempo di risposta dinamica è breve, può lavorare sotto una frequenza di pochi MHZ, particolarmente adatto per la misurazione dinamica. E poiché la sua perdita media è piccola, può utilizzare l'alimentazione a frequenza più elevata, quindi la frequenza di lavoro del sistema è elevata. Può essere utilizzato per misurare parametri con variazioni ad alta velocità.
4, misurazione senza contatto e alta sensibilità
Misurazione senza contatto di vibrazioni o eccentricità dell'albero rotante, gioco radiale di piccoli cuscinetti a sfere, ecc. Quando si utilizza la misurazione senza contatto, il sensore capacitivo ha un effetto medio e può ridurre l'influenza della rugosità della superficie del pezzo sulla misurazione.
Sensore di capacità oltre ai vantaggi di cui sopra, ma anche a causa dell'attrazione elettrostatica tra la piastra carica è molto piccola, la forza di ingresso richiesta e l'energia in ingresso è molto piccola, quindi può misurare pressione molto bassa, forza e accelerazione molto piccola, spostamento, ecc., Può fare molto sensibile, alta risoluzione, può rilevare 0,01 μm o spostamento ancora più piccolo. A causa della piccola perdita di aria e altri mezzi, il residuo zero generato dalla struttura differenziale e collegato al tipo di ponte è molto piccolo, quindi il circuito è autorizzato a eseguire un ingrandimento elevato, in modo che lo strumento abbia un'elevata sensibilità.
Svantaggi dei sensori capacitivi
1, alta impedenza di uscita, scarsa capacità di carico.
Indipendentemente dal tipo di sensore capacitivo, limitato dalla dimensione geometrica della piastra dell'elettrodo, la sua capacità è molto piccola, generalmente da decine a centinaia di metodi di pelle (pF), in modo che l'impedenza di uscita del sensore capacitivo sia molto alta, fino a ~ ω. A causa dell'elevata impedenza di uscita, la potenza di uscita è piccola, la capacità di carico è scarsa, vulnerabile alle interferenze esterne e ai fenomeni instabili e persino non può funzionare seriamente.
2. La capacità parassitaria ha una grande influenza.
La capacità iniziale del sensore capacitivo è molto piccola, ma la capacità del cavo conduttore che collega il sensore e il circuito elettronico, la capacità vagante del circuito elettronico e la capacità della piastra del condensatore e del conduttore circostante e di altre capacità parassitarie è grande. L'esistenza di capacità parassita non solo riduce la sensibilità della misurazione, ma causa anche un'uscita non lineare. Perché la capacità parassita è casuale. Pertanto, il sensore si trova in uno stato di lavoro instabile. Influisce sull'accuratezza della misurazione.