Arbeitsprinzip des kapazitiven Sensors
Kapazitive Sensoren basieren auf verschiedenen Arten von Kondensatoren als Sensorelemente, da die gemessenen Änderungen zu Änderungen der Kondensatorkapazität führen, durch die Messschaltung können die Kapazitätsänderungen in eine elektrische Signalausgabe umgewandelt werden. Messen Sie die Größe des elektrischen Signals, können Sie die gemessene Größe beurteilen. So funktionieren kapazitive Sensoren.
Vorteile kapazitiver Sensoren
1, gute Temperaturstabilität
Der Kapazitätswert des kapazitiven Sensors ist im Allgemeinen unabhängig vom Elektrodenmaterial, was bei der Auswahl von Materialien mit niedrigem Temperaturkoeffizienten förderlich ist und aufgrund seiner sehr geringen Wärmeentwicklung wenig Einfluss auf die Stabilität hat. Der Widerstandssensor hat Kupferverlust, leicht zu erwärmende Nulldrift.
2. Einfache Struktur
Kapazitive Sensoren haben einen einfachen Aufbau, sind leicht herzustellen und gewährleisten eine hohe Genauigkeit und können sehr klein gemacht werden, um einige spezielle Messungen zu erreichen; Kann bei hoher Temperatur, starker Strahlung und starkem Magnetfeld und anderen rauen Umgebungen arbeiten, kann großen Temperaturschwankungen standhalten, hohen Drücken, starken Stößen, Überlastungen usw. standhalten. Kann den Unterschied zwischen hoher Temperatur und niedrigem Druck messen, kann auch den Magneten messen Arbeit.
3. Gute dynamische Reaktion
Kapazitive Sensoren aufgrund der elektrostatischen Anziehung zwischen der geladenen Platte ist klein (etwa mehrere 10 (5) N), um die Rolle der Energie und wegen seines beweglichen Teils sehr klein zu machen, ist sehr dünn, die Qualität ist sehr leicht, Die Eigenfrequenz ist also sehr hoch, die dynamische Reaktionszeit ist kurz, kann unter einer Frequenz von wenigen MHZ arbeiten, besonders geeignet für die dynamische Messung. Und da der mittlere Verlust gering ist, kann eine Stromversorgung mit höherer Frequenz verwendet werden, sodass die Arbeitsfrequenz des Systems hoch ist. Es kann verwendet werden, um Parameter mit hoher Geschwindigkeitsvariation zu messen.
4, berührungslose Messung und hohe Empfindlichkeit
Berührungslose -Messung von Vibration oder Exzentrizität der rotierenden Welle, Radialspiel kleiner Kugellager usw. Bei berührungsloser Messung- hat der kapazitive Sensor eine durchschnittliche Wirkung und kann den Einfluss der Werkstückoberfläche reduzieren Rauheit bei der Messung.
Capacitance sensor in addition to the advantages of the above, but also because of the electrostatic attraction between the charged plate is very small, the required input force and input energy is very small, so it can measure very low pressure, force and very small acceleration, displacement, etc., can do very sensitive, high resolution, can sense 0.01μm or even smaller displacement. Due to the small loss of air and other media, the zero residual generated by the differential structure and connected to the bridge type is very small, so the circuit is allowed to carry out high magnification, so that the instrument has a high sensitivity.
Nachteile kapazitiver Sensoren
1, hohe Ausgangsimpedanz, schlechte Belastbarkeit.
No matter what type of capacitive sensor, limited by the geometric size of the electrode plate, its capacitance is very small, generally dozens to hundreds of skin method (pF), so that the output impedance of the capacitive sensor is very high, up to ω. Due to the high output impedance, the output power is small, the load capacity is poor, vulnerable to external interference and unstable phenomenon, and even can not work seriously.
2. Parasitäre Kapazität hat großen Einfluss.
Die Anfangskapazität des kapazitiven Sensors ist sehr klein, aber die Kapazität des Zuleitungskabels, das den Sensor und die elektronische Schaltung verbindet, die Streukapazität der elektronischen Schaltung und die Kapazität der Kondensatorplatte und des umgebenden Leiters und andere parasitäre Kapazitäten sind groß . Das Vorhandensein einer parasitären Kapazität verringert nicht nur die Empfindlichkeit der Messung, sondern verursacht auch ein nichtlineares Ausgangssignal. Weil die parasitäre Kapazität zufällig ist. Daher befindet sich der Sensor in einem instabilen Arbeitszustand. Messgenauigkeit beeinflussen.