電容式傳感器是一種利用電場變化來測量各種物理量的裝置,其工作原理基于電容器電容量的變化,這種變化可以由電極間距、電極面積或電極間介質(zhì)的介電常數(shù)變化引起。當這些參數(shù)發(fā)生變化時,電容器的電容量會隨之改變,通過測量電路可將這種電容量的變化轉(zhuǎn)換為電信號輸出,從而實現(xiàn)對被測量的測量。
1、溫度穩(wěn)定性好:電容值一般與電極材料無關(guān),利于選擇溫度系數(shù)低的材料,且本身發(fā)熱極小,影響穩(wěn)定性甚微。相比之下,電阻傳感器有電阻,供電后易產(chǎn)生熱量;電感式傳感器存在銅損、磁滯和渦流損耗等,易發(fā)熱產(chǎn)生零漂。
2、結(jié)構(gòu)簡單:構(gòu)造簡易,易于制造,能保證較高精度,可做得小巧,用于特殊測量。能在高溫、強輻射及強磁場等惡劣環(huán)境中工作,承受大溫度變化、高壓力、高沖擊、過載等,還可測量超高溫、低壓差及帶磁工作。
3、動態(tài)響應好:帶電極板間靜電引力極小,所需作用能量少,可動部分可做得輕薄,質(zhì)量輕,固有頻率高,動態(tài)響應時間短,能在幾兆赫茲頻率下工作,適用于動態(tài)測量。介質(zhì)損耗小,可用較高頻率供電,系統(tǒng)工作頻率高,可測高速變化參數(shù)。
4、可實現(xiàn)非接觸測量且靈敏度高:能非接觸測量回轉(zhuǎn)軸振動、偏心率,小型滾珠軸承徑向間隙等,測量時具有平均效應,可減小工件表面粗糙度影響。還能測極低壓力、力和小加速度、位移等,分辨力高,可感應0.01μm甚至更小位移,采用差動結(jié)構(gòu)并接成電橋式時零殘極小,允許電路高倍率放大,儀器靈敏度高。