深入了解電容式傳感器知識掌握其特性

來源：樂清東信儀器儀表有限公司 2013年09月11日 10:50

隨著社會工業(yè)化的不斷發(fā)展以及傳感器技術(shù)的日臻成熟，電容式傳感器以其*的性能，目前已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。電容式傳感器包括了一個接收器Tx與一個發(fā)射器Rx，其分別都具有在印刷電路板（PCB）層上成形的金屬走線。在接收器與發(fā)射器走線之間會形成一個電場。電容傳感器卻可以探測與傳感器電極特性不同的導(dǎo)體和盡緣體。當(dāng)有物體靠近時，電極的電場就會發(fā)生改變。從而感應(yīng)出物體的位移變化量。

電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，精度高;可以做得很小，以實現(xiàn)某些特殊的測量，電容式傳感器一般用金屬作電極，以無機(jī)材料作絕緣支承，因此可工作在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場等惡劣的環(huán)境中，能承受很大的溫度變化，承受高壓力、高沖擊、過載等;能測超高壓和低壓差。

電容式傳感器由于極板間的靜電引力很小，需要的作用能量極小，可動部分可以做得小而薄，質(zhì)量輕，因此固有頻率高，動態(tài)響應(yīng)時間短，能在幾兆赫的頻率下工作，特適合于動態(tài)測量;可以用較高頻率供電，因此系統(tǒng)工作頻率高。它可用于測量高速變化的參數(shù)，如振動等。

電容式傳感器作為傳感器的一種，有其自身的特點：功率小、阻抗高；靜電引力小、動態(tài)特性良好；和電阻式傳感器相比，電容式傳感器本身發(fā)熱影響??；可進(jìn)行非接觸測量；結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，可以在溫度變化比較大或具有各種輻射的惡劣環(huán)境中工作。

電容式傳感器也常常被人們稱為電容式物位計，電容式物位計的電容檢測元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進(jìn)行工作的，電容器由兩個絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極組成，在兩筒之間充以介電常數(shù)為e的電解質(zhì)時，兩圓筒間的電容量為C=2∏eL/lnD/d，式中L為兩筒相互重合部分的長度；D為外筒電極的直徑；d為內(nèi)筒電極的直徑；e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實際測量中D、d、e是基本不變的，故測得C即可知道液位的高低，這也是電容式傳感器具有使用方便，結(jié)構(gòu)簡單和靈敏度高，價格便宜等特點的原因之一。

電容式傳感器可用來測量直線位移、角位移、振動振幅，尤其適合測量高頻振動振幅、精密軸系回轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)械量，還可用來測量壓力、差壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材料的涂層、油膜厚度、測量電介質(zhì)的濕度、密度、厚度等。在自動檢測和控制系統(tǒng)中也常常用來作為位置信號發(fā)生器。

電容式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種裝置，它本身就是一種可變電容器。由于這種傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，動態(tài)響應(yīng)好，靈敏度高，分辨率高，能實現(xiàn)非接觸測量等特點，因而被廣泛應(yīng)用于位移、加速度、振動、壓力、壓差、液位、等分含量等檢測領(lǐng)域。

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