70年代末以來(lái),跟著集成電路技能的開展,呈現(xiàn)了與微型測(cè)量?jī)x封裝在一起的電容式傳感器。這種新式的傳感器能使分布電容的影響大為減小,使其固有的缺陷得到戰(zhàn)勝。電容式傳感器是一種用處極廣,很有開展?jié)摿Φ膫鞲衅鳌?/span>
電容式傳感器也常常被大家稱為電容式物位計(jì), 電容式物位計(jì)的電容檢查元件是依據(jù)圓筒形電容器原理進(jìn)行作業(yè)的,電容器由兩個(gè)絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極構(gòu)成,在兩筒之間充以介電常數(shù)為e的電解質(zhì) 時(shí),兩圓筒間的電容量為C=2∏eL/lnD/d,式中L為兩筒相互重合有些的長(zhǎng)度;
D為外筒電極的直徑;d為內(nèi)筒電極的直徑;e為中心介質(zhì)的電介常數(shù)。 在實(shí)踐丈量中D、d、e是根本不變的,故測(cè)得C即可知道液位的凹凸,這也是電容式傳感器具有使用方便,構(gòu)造簡(jiǎn)單和靈敏度高,價(jià)格便宜等特色的原因之一。
1、 ZCS1100型精密電容位移傳感器。本傳感器可以在線檢測(cè)壓電微位移、振動(dòng)臺(tái),電子顯微鏡微調(diào),天文望遠(yuǎn)鏡鏡片微調(diào),精密微位移測(cè)量等。該傳感器是一個(gè) 單一的通道,高性能線性位移測(cè)量系統(tǒng),創(chuàng)新的電容位移測(cè)量技術(shù),提供了納米測(cè)量能力,成本低,適合測(cè)量任何導(dǎo)電目標(biāo)。
2、FWS-CⅡ型在線電容式水分檢測(cè)傳感器。在線檢測(cè)各種工作機(jī)械的液
壓、潤(rùn)滑系統(tǒng)介質(zhì)的含水率,特別是外部水容易滲入機(jī)械內(nèi)部的軋鋼機(jī)、造紙機(jī)、汽輪 機(jī)、船舶機(jī)械。 監(jiān)視循環(huán)油系統(tǒng)是否存在泄漏,如水冷卻器等。
監(jiān)視工作機(jī)械的密封元件是否損壞,引起外部水滲入。 監(jiān)視環(huán)境空氣濕度對(duì)潤(rùn)滑液壓系統(tǒng)油品品質(zhì)和含水率的影響。,從而精確測(cè)定潤(rùn)滑油質(zhì)量,預(yù)測(cè)設(shè)備故障,是設(shè)備潤(rùn)滑油管理中的關(guān)鍵部件。
本傳感器采用螺紋連差動(dòng)式電容測(cè)厚傳感器 接,體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)可靠,測(cè)量精度高,工作穩(wěn)定,具有較強(qiáng)的抗電磁干擾性能。封閉型不銹鋼制外殼具有很好的防水防塵性能??芍苯影惭b于工廠現(xiàn)場(chǎng)液壓潤(rùn)滑管道上。是理想的在線水分檢測(cè)傳感器。
電容式傳感器與電阻式、電感式等傳感器相比有如下一些優(yōu)點(diǎn):
(1)高阻抗、小功率,因而所需的輸入力很小,輸人能量也很低。電容式傳感器因帶電極板 間靜電引力極小(約幾個(gè)10-5 N),因此所需輸入能量極小,所以特別適宜用來(lái)解決輸入能量低的 測(cè)量問(wèn)題,例如測(cè)量極低的壓力、力和很小的加速度、位移等,可以做得很靈敏,分辨力非常髙,能 感受0.001μm甚至更小的位移。
(2)溫度穩(wěn)定性好。傳感器的電容值一般與電極材料無(wú)關(guān),有利于選擇溫度系數(shù)低的材料, 又因本身發(fā)熱極小,對(duì)穩(wěn)定性影響甚微。
(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適應(yīng)性強(qiáng),待測(cè)體是導(dǎo)體或半導(dǎo)體均可,可在惡劣環(huán)境中工作。電容式傳感 器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造,可做得非常小巧,以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測(cè)量;能工作在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng) 磁場(chǎng)等惡劣的環(huán)境中,也能對(duì)帶有磁性的工件進(jìn)行測(cè)量。
(4)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。由于極板間的靜電引力很小,可動(dòng)部分做得很小很薄,因此其固有頻率很 高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短,能在幾兆赫的頻率下工作,特別適合動(dòng)態(tài)測(cè)量,如測(cè)量振動(dòng)、瞬時(shí)壓力等。
(5)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量,具有平均效應(yīng)。例如非接觸測(cè)量回轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)或偏心、小型滾珠 軸承的徑向間隙等。當(dāng)采用非接觸測(cè)量時(shí),電容式傳感器具有平均效應(yīng),可以減小工作表面粗糙 等對(duì)測(cè)量的影響。