感測器 6 電容式感測器

2022-06-13 15:24:09 字數 1366 閱讀 7085

電容式感測器是利用敏感電容將被測力/壓力轉換成與之有一定關係的電學量輸出的壓力感測器。

力——>電學量

優點:結構簡單、高分辨力、可非接觸測量,並能在高溫、輻射和強烈振動等惡劣條件下工作。

按照原理分類:

在矽片上取適當的晶向蝕刻成薄矽膜,與溫度係數相近的、噴鍍有電極的玻璃板形成

蝕刻兩個矽膜片,一敏感膜片,一參考膜片

按結構分類:單端式和差動式

按敏感膜片型式分類:圓形、方形、環形。

檢測電路:

電容的變化量來控制振盪器的頻率

用阻抗橋測量壓敏電容的交流阻抗變化

從電容原理分為:變極距型、變面積型、變介質型三種

c=ε0 εr a / δ

a是面積 ε0 εr介質 δ板間距離

變極距型電容感測器只有在測量範圍小的時候才有近似的線性輸出

特點:

當c1增加時,另乙個電容量減小相同量值

優點:溫度穩定性好

結構簡單

動態響應好

可以非接觸測量

靈敏、分辨力高、能敏感0.01μm甚至更小的位移

缺點:輸出阻抗高、負載能力差、易受外界干擾產生不穩定現象

​ 解決方法:採取遮蔽措施(負載能力差)

​ 提高絕緣部分的電阻值(輸出阻抗高)否則絕緣部分將作為旁路電容而影響儀器的效能

寄生電容影響大

等效電路

邊緣效應

靜電引力

寄生電容

解決方法

1、驅動電纜法

2、整體遮蔽法

3、採用組合與整合技術

溫度影響:對結構尺寸和介質的影響

當該電路用於差動式變極距型電容感測器的

這種電路只採用直流電源,無需振盪器,要求直流電源地電壓穩定度較高

用於差動式變面積型電容式感測器時

二極體雙t型電路

用於接觸式測量,電容與位移呈線性關係

什麼是電容式力敏感測器?他是怎樣工作的?此類感測器有哪幾種型別?常見的電容式感測器測量電路有哪些?電容式力敏感測器有哪些應用例項?

電容式力敏感測器是利用敏感電容將被測力/壓力轉化成電學量輸出的壓力感測器

當被測量引起電容的a er或d變化時,導致c隨之變化。在實際使用中,通常保持其中兩個引數不變,而隻變乙個引數,把引數的變化轉換成電容量的變化,通過測量電路換為電量輸出。

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