德國Leuze勞易測電容傳感器的工作原理描述
先帶大家了解下Leuze勞易測電容傳感器,Leuze勞易測電容傳感器是指將被測量(如尺寸、壓力等)的變化轉換成電容量變化的一種傳感器。實際上,它本身(或和被測物體)就是一個可變電容器。
接下為大家詳細述德國Leuze勞易測電容傳感器的工作原理
用電測法測量非電學量時,首先必須將被測的非電學量轉換為電學量而后輸入之。通常把非電學量變換成電學量的元件稱為變換器;根據不同非電學量的特點設計成的有關轉換裝置稱為傳感器,而被測的力學量(如位移、力、速度等)轉換成電容變化的傳感器稱為電容傳感器。
從能量轉換的角度而言,電容變換器為無源變換器,需要將所測的力學量轉換成電壓或電流后進行放大和處理。力學量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉伸、壓縮、膨脹、變形等無不與長度有著密切聯系的量;這些量又都是通過長度或者長度比值進行測量的量,而其測量方法的相互關系也很密切。另外,在有些條件下,這些力學量變化相當緩慢,而且變化范圍極小,如果要求測量極小距離或位移時要有較高的分辨率,其他傳感器很難做到實現高分辨率要求,在精密測量中所普遍使用的差動變壓器傳感器的分辨率僅達到1~5 μm數量級;而有一種電容測微儀,他的分辨率為0.01 μm,比前者提高了兩個數量級,最大量程為100±5 μm,因此他在精密小位移測量中受到青睞。
由物理學知識可知,在忽略邊緣效應的情況下,平板電容器的電容量為
式中,——真空的介電常數,=;
ε——極板間介質的相對介電系數,在空氣中,ε=1;
A——極板的重合面積,m²;
δ——兩平行極板間的距離,m。
德國Leuze勞易測電容傳感器的工作原理描述
上式表明,當被測量δ,A或ε發生變化時,都會引起電容的變化。如果保持其中的兩個參數不變,僅改變另一個參數,就可以把該參數的變化變換為單一電容量的變化,再通過配套的測量電路,將電容的變化轉換為電信號輸出。根據電容器參數變化的特性,電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型和介質變化型三種,其中極距變化型和面積變化型的應用較廣泛。
對于上述這些力學量,尤其是緩慢變化或微小量的測量,一般來說采用電容式傳感器進行檢測比較適宜,主要是這類傳感器具有以下突出優點:
(1)測量范圍大其相對變化率可超過*;
(2)靈敏度高如用比率變壓器電橋測量,相對變化量可達10-7數量級;
(3)動態響應快因其可動質量小,固有頻率高,高頻特性既適宜動態測量,也可靜態測量;
(4)穩定性好由于電容器極板多為金屬材料,極板間襯物多為無機材料,如空氣、玻璃、陶瓷、石英等;因此可以在高溫、低溫強磁場、強輻射下長期工作,尤其是解決高溫高壓環境下的檢測難題。
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