电容式传感器的工作原理、应用和对测量结果的影响

2022-03-02 09:11

电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，将被测物理量或机械量转换成为电容变化量变化的一种转换装置，实际上就是一个具有可变参数的电容器。

电容式传感器的工作原理

电容式传感器也常常被人们称为电容式物位计，电容式物位计的电容检测元件是根据圆筒形电容器原理进行工作的，电容器由两个绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成，在两筒之间充以介电常数为ε的电解质时，两圆筒间的电容量为式中L为两筒相互重合部分的长度；D为外筒电极的直径；d为内筒电极的直径；e为中间介质的电介常数。在实际测量中D、d、e是基本不变的，故测得C即可知道液位的高低，这也是电容式传感器具有使用方便，结构简单和灵敏度高，价格便宜等特点的原因之一。

电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，由于被测量变化将导致电容器电容量变化，通过测量电路，可把电容量的变化转换为电信号输出。测知电信号的大小，可判断被测量的大小。这就是电容式传感器的基本工作原理。

电容式传感器的应用

电容式传感器具有结构简单、耐高温、耐辐射、分辨率高、动态响应特性好等优点，广泛用于压力、位移、加速度、厚度、振动、液位等测量中。但在使用中要注意以下几个方面对测量结果的影响：

1、减小环境温度、湿度变化(可能引起某些介质的介电常数或极板的几何尺寸、相对位置发生变化)；

2、减小边缘效应；

3、减少寄生电容；

4、使用屏蔽电极并接地(对敏感电极的电场起保护作用，与外电场隔离)；

5、注意漏电阻、激励频率和极板支架材料的绝缘性。