電容式位移傳感器的特點(diǎn)優(yōu)勢

高阻抗、小功率,因而所需的輸入力很小，輸入能量也很低。電容式傳感器因帶電極板間靜電引力小(約幾個(gè)10-5N)，因此所需輸入能量小，所以特別適宜用來解決輸入能量低的測量問題，例如測量極低的壓力、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。因此可以在高溫、低溫強(qiáng)磁場、強(qiáng)輻射下長期工作，尤其是解決高溫高壓環(huán)境下的檢測難題。

溫度穩(wěn)定性好。傳感器的電容值一般與電極材料無關(guān)，有利于選擇溫度系數(shù)低的材料， 又因本身發(fā)熱小，對穩(wěn)定性影響甚微。

結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，待測體是導(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)簡單,易于制造,可做得非常小巧，以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測量；能工作在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場等惡劣的環(huán)境中，也能對帶有磁性的工件進(jìn)行測量。

變化極距式電容傳感器

當(dāng)動(dòng)極板受被測物體作用引起位移時(shí)，改變了兩極板之間的距離d，從而使電容量發(fā)生變化。

實(shí)際使用時(shí)，總是使初始極距d0盡量小些，以提高靈敏度，但這也帶來了變極距式電容器的行程較小的缺點(diǎn)。

a）結(jié)構(gòu)示意圖      b）電容量與極板距離的關(guān)系

從圖中可以看到，為了提高靈敏度，應(yīng)使d0小一些為好，但行程變?。▌?dòng)靜極板接觸）

電容式傳感器是一種將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器，它結(jié)構(gòu)簡單，體積小，分辨率高，具有平均效應(yīng)，測量精度高，可實(shí)現(xiàn)非接觸測量，并能在高溫、輻射和強(qiáng)烈振動(dòng)等惡劣條件下工作，廣泛應(yīng)用于壓力、差壓、液位、振動(dòng)、位移、加速度、成分含量等方面的測量。該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應(yīng)用于成千上萬的實(shí)際案例中。

工作原理及類型

由兩塊平行板組成一個(gè)電容器，若忽略其邊緣效應(yīng)，其電容量為

式中，ε為電容極板間介質(zhì)的介質(zhì)參數(shù)，ε=ε0εr,其中ε0 真空介電參數(shù)，εr為極板間介質(zhì)的相對介電常數(shù)；S為兩平板所覆蓋的面積；d為兩平行板之間的距離。

由式中可見，當(dāng)S,d,和ε中任一參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，電容量C也隨之發(fā)生變化，通過測量電路就可以轉(zhuǎn)換為電量輸出。因此，電容式傳感器可分為變極距型、變面積型和變介電常數(shù)型3種。

主要用于解決下述各種測量問題：

壓電微位移、振動(dòng)臺，電子顯微鏡微調(diào)，天文望遠(yuǎn)鏡鏡片微調(diào)，精密微位移測量等。

電容式位移傳感器的性能

電容式位移傳感器是以電容器為敏感元件，將機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換為電容器電容量變化的一種傳感器。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、分辨率高、工作可靠、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，可實(shí)現(xiàn)非接觸測量，能在惡劣環(huán)境條件下工作，主要用于位移、液位等方面的測量。