多年以來，人們一直在商用范圍內使用一種可以探測非金屬對象的簡易電容式傳感器，雖然這種傳感器只能探測到很短的距離，一般不超過1公分。電容式傳感器是一種利用感應器產生的電場作用來探測鄰近目標的一種近距離傳感器。這種傳感器和雷達有些類似，在用塑料或木頭等絕緣物質的情況下，可以感應到傳導物質。

與雷達比較，有明顯的差別。電容傳感器體積小，結構簡單，價格便宜，能耗更低。因此，對電容式傳感器和它的應用進行了簡單的闡述。

什么是電容傳感器？

一種用來探測諸如液態(tài)或固態(tài)的物體而不需要任何身體接觸的電子裝置叫做電容式傳感器。在對這些物體進行探測時，電容式傳感器會在探測端形成一個電場?？梢蕴綔y到任何能夠干擾這個電場的物體。

電容式感應器能夠探測到的固態(tài)物質有紙，塑料，玻璃，布料和木材。電容式傳感器能夠探測到的液體有油，油漆，水等。

電容式傳感器工作原理

電容式感應器和一般電容器的工作原理相同。其中，感應表面上的金屬片與振蕩器電路電連接，而被探測到的物體可以作為電容器的下一片電路板，與感應傳感器一起產生電磁場。

不同的是，電容器傳感器會形成一個靜電場。

靜電場的生成

下面是一個電容式傳感器的方框圖。圖中顯示了內部的電容圖。本發(fā)明涉及一種由兩個金屬電極構成的高頻振蕩器。當一個物體接近一個感應表面時，就會進入一個電極場，從而使其電容發(fā)生變化。

這樣，當振幅達到某一值時，振蕩器就會開始振動，從而改變感測器的輸出狀態(tài)。當物體離開電容器傳感器時，振蕩器的幅度會降低，使電容器傳感器回到原來的位置。

這種感應器通?？梢蕴綔y1~25 mm，有些感應器可以探測2吋。

這種傳感器能夠很好地探測到目標的介電性能。這樣就可以在非金屬容器中探測材料，因為液體的介電常數(shù)遠高于容器。這樣，就可以讓傳感器看到整個集裝箱和探測到液體。為了更好的運行，他們必須在一定的溫度和濕度條件下工作。

電容式傳感器公式

電容式傳感器是一種電容式傳感元件。其基本原理是電容耦合。這種傳感器能夠簡單的探測和測量各種物體，例如運動，化學成分，位移，電場，以及其它一些可以轉換為介質或運動的變量，例如加速度，壓力，流體成分和水平。

該電容式傳感器由以“d"間距和“A"面積構成的兩塊金屬片組成。這樣，兩端的電容器“C"就可以用下面的公式來表示。

C = ε0*εr*A/h

其中：

“C"是法拉第內的電容

'εr'是絕緣體的相對介電常數(shù)

'εo'是自由空間的介電常數(shù)

'A'是兩個板塊的重疊區(qū)域

“h"是兩塊板之間間隙的寬度。

電容式傳感器的類型

電容式傳感器提供非接觸式目標檢測。這些傳感器不僅可以檢測目標的存在與否；但是，它們還可以檢測壓力、流量、間距、液位等。這可以簡單地針對不同行業(yè)的不同材料進行。有不同類型的電容傳感器，包括以下內容。

1、微型電容式傳感器

這種類型的電容傳感器有晶片或圓柱形，可以放置在的地方。這些傳感器主要用于監(jiān)控和控制機器過程和工作，就像用于作業(yè)計數(shù)的探測器一樣。為了在狹小的空間內提供的貼合性，小型傳感器頭需要一個外部放大器。所以在這個外部放大器上，電位器可以用來調節(jié)靈敏度。

2、圓柱形電容式傳感器

與 ∅6.5– M12 & M12– M30的微型傳感器相比，這種圓柱形電容傳感器更大。該傳感器主要包括可調節(jié)的感應距離、外殼直徑范圍以及齊平和非齊平安裝選項。這些傳感器主要直接提供液位檢測或非接觸式接近檢測。

3、高溫電容式傳感器

采用高溫電容式傳感器對傳感器頭部進行溫度測試。即便是在最嚴酷的條件下，這種感應器也能探測到液體的溫度和體積。

4、模擬電容傳感器

模擬電容器的工作原理類似于傳統(tǒng)的電容式傳感器，但其適用的領域也不同。比如，該傳感器在檢測材料選擇、厚度和濃度差異方面優(yōu)于其他應用。

電容式換能器的應用

電容器傳感器的用途如下。

電容式傳感器探測并測量帶有電介質的導體，而不是空氣。

的是這些傳感器來測定傳導靶的位置。但是，這種傳感器還能很好地測量密度，與空氣比較，非傳導性物質如塑料的介電常數(shù)不同。

電容式傳感器主要用于測量位置，接近度，加速度，位移，液位和濕度。

電容式觸摸屏用作輸入裝置，用于手機，平板電腦，數(shù)字音頻播放機等。

這些感應器代替了機械式的按鍵。

因此，在測量傳導靶的位置時，通常采用電容傳感器。但是，在密度，厚度和非導電部位的測量中，它們是很有用的。