电容式传感器由电容量可变的电容器和测量电路组成,其变量间的转换原理如图5—2所示。
图5—2电容式传感器变量间的转换关系d——两个极板间的距离。
由上式可知,改变电容C的方法有三种,一是改变介质的介电常数s;二是改变形成电容的有效面积S;三是改变两个极板间的距离d。根据被测量的变化得到电参数的输出为电容值的增量ΔC,这就是电容式传感器的基本工作原理。1.变极距型电容式传感器
图5—4所示是变极距型电容式传感器的结构原理图。图中1、3为固定极板;2为可动极板,其位移由被测量的变化引起。当可动极板向上移动△d(8),图5—4a所示结构的电容增量为式中△S=S-S'。
由上式可知,电容的变化量与面积的变化量呈线性关系。
变介电常数型电容式传感器大多用来测量电介质的厚度、位移、液位、液量,还可根据极间介质的介电常数随温度、湿度、容量的改变而改变来测量温度、湿度、容量等。以测量液面高度为例,电容式液位传感器的结构原理与等效电路如图5—6所示。
图5—6所示同轴圆柱形电容器的初始电容为 测量时,电容器的介质一部分是被测液位的液体,一部分是空气。设C为液体有效高度h,形成的电容,C2为空气高度(h—h,)形成的电容,则 由于C1和C2并联,所以总电容为 其电容量与被测量的关系为 式中h——电极圆筒高度;免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。