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電容式傳感器是把被測量空壓機的位移、速度等參數變換為電 容變化的一種傳感器。
它實(shí)質(zhì)上是有一個(gè)可變參數的電容器。根據電容器參數變化的特性、電容式傳感器可分為極距 變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型三類(lèi)。在實(shí)際應用中,極 距變化型與面積變化型應用較廣。
一個(gè)平板電容器,A、B為兩平行的 金屬極板,兩板間充滿(mǎn)了介電系數為e 的電介質(zhì),每板的 面積為s,兩板間內表面之間的距離為8,并設板面的線(xiàn)度 遠大于兩板內表面之間的距離。
兩板間的場(chǎng)強為由靈敏度公式可以看出,靈敏度S與極距平方成反比, 即極距越小靈敏度越高。顯然,由于靈敏度隨極距而變化, 這將引起非線(xiàn)性誤差。
為了減小這一誤差,通常規定電容式 傳感器在極小范圍內工作,使之能獲得近似線(xiàn)性關(guān)系。
在實(shí)際應用中,有時(shí)為了提高傳感器的靈敏度和克服某 些外界條件(如電源電壓、環(huán)境溫度等) 的變化對測量精度 的影響,常采用差動(dòng)型式。差動(dòng)型式由三塊極板組成,外側 兩個(gè)極板被固定,中間一塊是可動(dòng)的。
它的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度比雙板的高1倍,并且穩定性較好。 極距變化型電容式傳感器除靈敏度高處,還具動(dòng)態(tài)響應快并 可進(jìn)行非接觸測量。為了保證電容傳感器的線(xiàn)性,所測位移 不能太大。故使用范圍受到一定的限制。
改變極板面積的電容式傳感器,一般常用的有角位移型 與線(xiàn)位移型兩種。如角位移型,當動(dòng)板有一轉 角時(shí),與定板之間相互覆蓋面積就變化,從而導致電容量的 變化。
即輸出與輸入為線(xiàn)性關(guān)系,平面線(xiàn)位移型電容傳感器,當動(dòng)板沿X方 向移動(dòng)時(shí),覆蓋面積變化,電容量也隨之變化。
電容量為面積變化型電容傳感器的優(yōu)點(diǎn)是輸出與輸入呈線(xiàn)性關(guān) 系,但與極距變化型相比,則有靈敏度較低的缺點(diǎn),適用于 較大直線(xiàn)位移及角位移的測量。
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