电容式传感器的原理是什么?

发布网友发布时间：2022-04-23 20:48

共5个回答

热心网友时间：2023-09-19 01:41

电容器就是由两个相互不导通的金属板组成，两金属板称为电容器的极板，电容器极板之间有绝缘材料充填，也可以是空气。电容器的容量等于绝缘材料的介电常数乘以电容器极板的面积，再除于两极板之间的距离。当电容器两极板之间的面积或距离可受控时，即可制成电容式检测元件。电容器容量的改变有变面积式和变距离式两种，其中可以受控的电容器极板称为动片，而固定不变的称为定片。对于变面积的电容器，有旋转式和非旋转式两种，旋转式变面积的电容器是受外界作用后，电容器的动片发生旋转，相对与电容器的定片，电容器的面积发生变化，而非旋转式的电容器一般是电容器的介电介质位置发生变化，导致电容器的容量变化；对于变距离的电容器同样是电容器的动片和定片组成，目前已被大量使用的电容式差压变送器就是典型的变距离电容器，当外界作用使电容器的动片位置发生移动时，动片相对一个定片的距离缩短，电容器的容量增大，而对另一个定片的距离增大，电容器的容量减少。由于电容器容量的改变具有非线性特性，一般都是采用双电容器组成的差动电容器来达到线性化。可变容量的电容器仅仅是一个检测元件，只有与与之配合的电路，完成从检测到对应的电信号的输出才是一个真正的传感器，配合电容器容量变化的转换电路是振荡器或脉冲调宽电路，通过电容器容量的变化来改变振荡的频率或脉冲的占空比，后续电路将变化的频率或脉冲占空比转换成对应的直流电平，通过对直流电平的放大并转变成4-20mA的标准电流信号输出。

热心网友时间：2023-09-19 01:42

电容式传感器工作原理及类型

电容式传感器是将被测量（如尺寸、压力等）的变化转换成电容量变化的一种传感器。
9.4.1 工作原理及类型

由物理学可知，在忽略边缘效应的情况下，平板电容器的电容量为
（F）
式中
—真空的介电常数， =8.854×10-12F/m；
ε—极板间介质的相对介电系数，在空气中，ε=1；
S—极板的遮盖面积（m2）；
δ—两平行极板间的距离（m)。
上式表明，当被测量δ、S或ε发生变化时，会引起电容的变化。如果保持其中的两个参数不变，而仅改变另一个参数，就可把该参数的变化变换为单一电容量的变化，再通过配套的测量电路，将电容的变化转换为电信号输出。根据电容器参数变化的特性，电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三种，其中极距变化型和面积变化型应用较广。

热心网友时间：2023-09-19 01:42

把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器（见图）。若忽略边缘效应，
平板电容器的电容为εS/d，式中ε为极间介质的介电常数，S为两极板互相覆盖的有效面积，d为两电极之间的距离。d、s、ε
三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型一般用来测量微小
的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化(见电容式压力传感器)。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。

热心网友时间：2023-09-19 01:43

电容式传感器的原理：两个金属电极插入溶液里面。通过溶液的深度变化。会造成两个电极之间的电容变化。通过这个变化，来探测液位的深度。

热心网友时间：2023-09-19 01:43

电容式传感器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e的电解质时，两圆筒间的电容量为C=2∏eL/lnD/d，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，所以电容式传感器具有使用方便，结构简单和灵敏度高等特点。