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关于电容传感器的精确度,你如何解决的?

来源:未知    日期:2017/10/13    浏览量:


         电容传感器,是一种将其他量的变换以电容的变化体现出来的仪器。其主要由上下两电极、绝缘体、衬底构成,在压力作用下,薄膜产生一定的形变,上下级间距离发生变化,导致电容变化,但电容并不随极间距离的变化而线性变化,其还需测量电路对输出电容进行一定的非线性补偿。

         电容式传感器的设计类似于电容器:它由两个平板(电极)组成,电荷可被储存在两个平板之间。电容式传感器的设计不会接触介质,以便测量有源电极与接地电势之间的电容值。当介质接近传感器的工作面时电容值会增加,从而影响振荡器的振荡幅度。这种变化被视作是一种信号。

         电容式传感器的一个重要优点是可以设置传感器的开关点。可以选择开关点,以便消除特定的基本电容量(例如透过塑料壁的电容衰减)。这适用于所有标准容器材料。为了可靠检测,介质的介电常数至关重要。透过容器壁检测使得安装能够在容器外侧进行,这比内部安装要容易的多。对于侵蚀性和腐蚀性液体,除了外部检测外,没有其他解决方案。从外部测量限值也是防止介质污染的一种可靠方式。

   大多数电容式传感器的开关点都已经使用电位计预先设置。对于塑料容器中检测水位的应用,该设置可以通过螺丝刀轻松完成。然而,如果塑料壁较厚或者介质的介电常数较低,开关点的设置可能十分困难。如果传感器或者容器壁轻微脏污,传感器仍然具有开关量输出,但是检测的开关值不再准确。

         电容传感器广泛应用于角度、位移、液位等参数的的精确测量,电容传感器具有高灵敏度和高精度等优点,但这些优点都是建立旨在传感器的设计正确、选材正确及加工工艺是否精细有关,但也要注意以下影响电容式传感器精度的因素。

   1、温度对结构尺寸的影响:
        环境温度的改变将引起电容式传感器各组成部分的集合尺寸和相互位置的变化,从而导致电容式传感器产生温度附加误差,这个误差尤其在检测间隙变化的电容式传感器中更为严重因为它的初始间隙很小。

   2、温度对介电常数的影响:
        电容式传感器的电容值与介质的介电常数成正比,因此对于介电常数的温度系数不为零的传感器,温度的变化必然会引起传感器电容值的改变,从而造成温度附加误差。

   3、漏电阻的影响:
        电容式传感器的容抗都很高,特别是当激励频率较低时。当两极间总的漏电阻与容抗相近时,就必须考虑分路作用对整个系统总灵敏度的影响,它将使传感器的灵敏度下降。

   4、边缘效应与寄生参量的影响:
        边缘效应使设计计算复杂化、产生非线性及降低传感器的灵敏度。消除和减小的方法是在结构上增设防护电极,防护电极必须与备防护电极取相同的电位,尽量使它们同为地电位。

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