Ako fungujú kapacitné snímače
Kapacitné snímače využívajú ako snímacie prvky rôzne typy kondenzátorov. V dôsledku zmeny nameranej hodnoty sa zmení kapacita kondenzátora. Prostredníctvom meracieho obvodu možno zmenu kapacity previesť na výstup elektrického signálu. Meraním veľkosti elektrického signálu možno posúdiť nameranú veľkosť. Toto je základný princíp fungovania kapacitných snímačov.
Výhody kapacitných snímačov
1. Dobrá teplotná stabilita
Kapacitná hodnota kapacitného snímača je vo všeobecnosti nezávislá od materiálu elektródy, čo prispieva k výberu materiálov s nízkymi teplotnými koeficientmi a má malý vplyv na stabilitu v dôsledku veľmi malého vývinu tepla. Odporový snímač má stratu medi, ktorá ľahko vytvára nulový drift v dôsledku vytvárania tepla.
2. Jednoduchá štruktúra
Kapacitný snímač má jednoduchú štruktúru, ľahko sa vyrába a zaisťuje vysokú presnosť a môže byť veľmi malý, aby sa dosiahli niektoré špeciálne merania; môže pracovať v drsnom prostredí, ako je vysoká teplota, silné žiarenie a silné magnetické polia, a môže vydržať veľké teploty Zmeny, odolávať vysokému tlaku, vysokému nárazu, preťaženiu atď.; dokáže merať ultra{0}}vysokú teplotu a nízky tlakový rozdiel a dokáže merať aj magnetickú prácu.
3. Dobrá dynamická odozva
Vzhľadom na malú elektrostatickú príťažlivosť medzi elektródovými doskami (asi niekoľko 10(-5)N) vyžaduje kapacitný snímač veľmi málo energie a jeho pohyblivá časť môže byť veľmi malá a tenká, to znamená hmotnosť Je veľmi svetlo, takže jeho vlastná frekvencia je vysoká, doba dynamickej odozvy je krátka a môže pracovať pri frekvenciách niekoľkých megahertzov, čo je vhodné najmä pre dynamické merania. A vďaka svojej malej dielektrickej strate môže byť napájaný vyššou frekvenciou, takže systém pracuje pri vysokej frekvencii. Môže sa použiť na meranie rýchlo sa meniacich parametrov.
4. Bez-kontaktné meranie a vysoká citlivosť
Bez{0}}dotykové meranie vibrácií alebo excentricity rotačných hriadeľov, radiálnej vôle malých guľôčkových ložísk atď. Pri použití bez-kontaktného merania má kapacitný snímač priemerný účinok, ktorý môže znížiť vplyv drsnosť povrchu obrobku pri meraní.
In addition to the above advantages, capacitive sensors can measure extremely low pressure, force, and small acceleration, displacement, etc. It can be made very sensitive, with high resolution, and can sense displacements of 0.01μm or even smaller. Due to its small loss of medium such as air, the zero residual generated when the differential structure is connected in a bridge type is small, so the circuit is allowed to perform high magnification amplification, so that the instrument has high sensitivity.
Nevýhody kapacitných snímačov
1. Vysoká výstupná impedancia a slabá zaťažiteľnosť.
No matter what type of capacitive sensor, limited by the geometric size of the electrode plate, its capacitance is very small, generally tens to hundreds of picofarads (pF), so the output impedance of the capacitive sensor is very high, up to Ω. Due to the high output impedance, the output power is small, the load capacity is poor, and it is easily affected by external interference and causes instability, and even cannot work in severe cases.
2. Veľký vplyv má parazitná kapacita.
Počiatočná kapacita kapacitného snímača je veľmi malá, zatiaľ čo kapacita prívodného kábla spájajúceho snímač a elektronický obvod, rozptylová kapacita elektronického obvodu a kapacita tvorená kapacitnou doskou a okolitými vodičmi sú relatívne veľké. Existencia parazitnej kapacity nielen znižuje citlivosť merania, ale spôsobuje aj nelineárny výstup. Pretože sa parazitná kapacita mení náhodne, snímač je v nestabilnom prevádzkovom stave, čo ovplyvňuje presnosť merania.