任务电容式传感器.ppt

* * 电容接近开关的规格 * * 电容式接近开关在液位测量控制中的使用 * * 电容式接近开关在 液位物位测量控制中的使用 * * 电容式接近开关在物位测量控制中的使用演示 * * 不同材料的非金属检测物对电容式接近开关动作距离的影响 * * 1、有一变极距型电容传感器，两极板的重合面积为8cm2，两极板间的距离为1mm，已知空气的相对介电常数为1.00，试计算该传感器的位移灵敏度。 2、一电容测微仪，其传感器的圆形极板半径r=4mm，工作初始间隙δ =0.3mm，问： （1）工作时，如果传感器与工作的间隙变化量Δδ =±1μm时，电容变化量是多少？ （2）如果测量电路的灵敏度S1=100mV/pF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV，在Δδ =±1μm时，读数仪表的指示值变化多少格？ 电容式传感器－作业题 * * 2、温度对介电常数的影响 温度对介电常数的影响随介质不同而异，空气及云母的介电常数的温度系数近似为零；而某些液体介质，如硅油、蓖麻油、煤油等，其介电常数的温度系数较大。例如煤油的介电常数温度系数可达0.07％/℃；若环境温度变化±50℃，则将带来7％的温度误差，故采用此类介质时必须注意温度变化造成的误差。 * * 二、漏电阻的影响 电容式传感器的电容量很小，一般在几十PF。如果激励频率较低时，电容传感器的容抗很高，达几十兆欧。一般电器设备中的几兆欧绝缘电阻对电容式传感器来说只能看作是一个旁路，成为漏电阻。 漏电阻与传感器的容抗相近时，将使系统总的灵敏度下降。甚至当绝缘材料性能不够好的时候，绝缘电阻会随着环境温度和湿度而变化，致使传感器的输出存在零漂。 选用绝缘性能好的材料（陶瓷、石英等）作两极板间支架；采用高的激励电源频率（数千赫至数兆赫）降低传感器的内阻。 * * 三、边缘效应 电容器两极板间的电场在中心部分的分布均匀，边缘部分的分布不均匀 适当减小极间距，使电极直径或边长与间距比增大，可减小边缘效应的影响，但易产生击穿并有可能限制测量范围。 电极应做得极薄使之与极间距相比很小，这样也可减小边缘电场的影响。 + - * * 可在结构上增设等位环来消除边缘效应。 等位环3 + - 电极1 电极2 等位环3与电极2同平面并将电极2包围，彼此电绝缘但等电位，使电极1和2之间的电场基本均匀，而发散的边缘电场发生在等位环3外周不影响传感器两极板间电场。 * * 四、寄生电容的影响 电容式传感器由于受结构与尺寸的限制，其电容量都很小(pF到几十pF)，而其引线电缆电容(l～2m导线可达800pF)、测量电路的杂散电容以及传感器极板与其周围导体构成的电容等“寄生电容”却较大。它与传感器电容相并联，严重影响感器的输出特性，甚至会淹没有用信号而不能使用。消灭寄生电容影响，是电容式传感器实用的关键。下面介绍几种常用方法。 缩短传感器和测量电路之间的电缆 驱动电缆法 * * 驱动电缆法 驱动电缆采用双层屏蔽电缆。其中用一个增益为1的放大器，放大器输入端接于芯线，输出端接于内屏蔽线，用芯线的电位来驱动内屏蔽线的电位。当放大器严格保持增益为1和相移为零时，内屏蔽线和芯线等电位，可以免除芯线和内屏蔽线之间的容性漏电流，从而消除了两者之间寄生电容的影响。 * * 第三节 电容式传感器的应用 电容器的容量受三个因素影响，即：极距x、相对面积A 和极间介电常数? 。固定其中两个变 量，电容量C 就是另一个变量的一元函数。只要想办法将被测非电量转换成极距或者面积、介电常数的变化，就可以通过测量电容量这个电参数来达到非电量电测的目的。 * * 差动电容式压力传感器 一、电容式液位计 棒状电极（金属管）外面包裹聚四氟乙烯套管，当被测液体的液面上升时，引起棒状电极与导电液体之间的电容变大。 聚四氟乙烯外套 * * 电容式液位限位传感器 液位限位传感器与液位变送器的区别在于：它不给出模拟量，而是给出开关量。当液位到达设定值时，它输出低电平。但也可以选择输出为高电平的型号。 * * 液位限位传感器的设定 智能化液位传感器的设定方法十分简单： 用手指压住设定按钮，当液位达到设定值时，放开按钮，智能仪器就记住该设定。正常使用时，当水位高于该点后，即可发出报警信号和控制信号。 设定按钮 * * 智能化液位限位传感器的设定按钮 超限灯 正常工作指示灯 设定按钮 电源 指示灯 * * 二、硅微加工加速度传感器 图示加速度传感器以微细加工技术为基础，既能测量交变加速度（振动），也可测量惯性力或重力加速度。其工作电压为2.7～5.2