




由于环境温度的改变,导致的被测物体导电性变化,对测量结果没有影响。电容式测量原理使传感器甚至可以在波动的温度环境下使用。德国米铱的电容传感器探头拥有非常复杂的内部结构。作为平板电容,可以根据客户的不同要求,将传感器安装在不同机械结构上。
电容式传感器可以在更换探头时,无需重新校准。这无疑大大方便了客户。电容式加速度传感器又称变电容式加速度传感器,它的结构原理如下图所示,一个质量块固定在弹性梁的中间,质量块的上端面是一个活动电极,它与上固定电极组成一个电容器C1。这使得不同量程的电容传感器和控制器可以简便的更换,而无需重新校准。更换一支传感器的时间仅仅为数秒,这比起市场上绝大部分传感器来说,是个巨大的优势。还允许被测物体的非接触接地。如果同时使用两通道测量,例如厚度测量,必须同步两个通道的测量结果。被测物体则必须接地。
变极距型电容传感器
变极距型电容传感器分为可动极板,一般称为动片和固定极板,当动片因被测量变化引起移动时,就改变了两极板间的距离d,从而使电容量发生变化。设初始极距为d,则
若电容器极板距离由初始值d缩小Δd不是线性关系。但是,若时。则式可以简化为
此时,C与Δd近似为线性关系,所以变极距型电容式传感器只有在Δd/d很小时,才有近似的线性关系,一般位移应小于间距的1/10。
在实际应用中,为了改善非线性、提高灵敏度和减少外界干扰的影响,电容传感器常做成差动形式。
电容上的任何压力差导致隔膜在压力的方向上弯曲。传感膜片是精密制造的弹簧元件,其位移是所施加力的可预测函数。在这种情况下施加的力只能是根据标准的方程式F = PA作用在隔膜表面区域上的压差的函数。
在这种情况下,我们有两个由两个流体压力相互作用引起的力,所以我们方程可以重写,以描述作为压差(P1 - P2)和膜片面积函数的合力:F = (P1 - P2)A。结构简单,适应性强,待测体是导体或半导体均可,可在恶劣环境中工作。由于隔膜面积是恒定的,并且力可预测地与隔膜位移有关,所以可以计算差压是准确地测量隔膜的位移。
