電容傳感器是指將被測(cè)量(如尺寸、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種傳感器。實(shí)際上,它本身(或和被測(cè)物體)就是一個(gè)可變電容器。
電容傳感器可以直接測(cè)量的非電量為:直線(xiàn)位移、角位移及介質(zhì)的幾何尺寸(或稱(chēng)物位),直線(xiàn)位移及角位移可以是靜態(tài)的,也可以是動(dòng)態(tài)的,例如是直線(xiàn)振動(dòng)及角振動(dòng)。用于上述三類(lèi)非電參數(shù)變換測(cè)量的變換器一般說(shuō)來(lái)原理比較簡(jiǎn)單,無(wú)需再作任何預(yù)變換。
用來(lái)測(cè)量金屬表面狀況、距離尺寸、振幅等量的傳感器,往往采用單極式變間隙電容傳感器,使用時(shí)常將被測(cè)物作為傳感器的一個(gè)極板,而另一個(gè)電極板在傳感器內(nèi)。
近年來(lái)已采用這種方法測(cè)量油膜等物質(zhì)的厚度。這類(lèi)傳感器的動(dòng)態(tài)范圍均比較小,約為十分之幾毫米左右,而靈敏度則在很大程度上取決于選材、結(jié)構(gòu)的合理性及寄生參數(shù)影響的消除。精度達(dá)到0.1μm,分辨力為0.025μm??梢詫?shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量,它加給被測(cè)對(duì)象的力極小,可忽略不計(jì)。
電容傳感器結(jié)構(gòu)內(nèi)具有四個(gè)基本元件,即傳感器板、振蕩器、觸發(fā)電路和輸出端。目標(biāo)物體和傳感器板構(gòu)成了振蕩器反饋電路。當(dāng)物體和傳感器板靠近時(shí),反饋電容出現(xiàn);當(dāng)大電容出現(xiàn)時(shí),就會(huì)開(kāi)始振蕩。觸發(fā)電路感應(yīng)振蕩水平并得以控制,從而改變輸出端開(kāi)關(guān)裝置的狀態(tài)。物體越遠(yuǎn)離傳感器尖端時(shí)振蕩幅度降低,而靠近時(shí)幅度增加。其在本質(zhì)上為電容傳感器的工作原理。

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