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電容器介電介質(zhì)位置發(fā)生變化,導(dǎo)致電容器的容量變化

發(fā)布時(shí)間:2023-05-11 17:48:21人氣:

電容式傳感器

電容器就是由兩個(gè)相互不導(dǎo)通的金屬板組成,兩金屬板稱為電容器的極板,電容器極板之間有絕緣材料充填,也可以是空氣。


電容器的容量等于絕緣材料的介電常數(shù)乘以電容器極板的面積,再除于兩極板之間的距離。當(dāng)電容器兩極板之間的面積或距離可受控時(shí),即可制成電容式檢測元件。電容器容量的改變有變面積式和變距離式兩種,其中可以受控的電容器極板稱為動(dòng)片,而固定不變的稱為定片。


對于變面積的電容器,有旋轉(zhuǎn)式和非旋轉(zhuǎn)式兩種,旋轉(zhuǎn)式變面積的電容器是受外界作用后,電容器的動(dòng)片發(fā)生旋轉(zhuǎn),相對與電容器的定片,電容器的面積發(fā)生變化,而非旋轉(zhuǎn)式的電容器一般是電容器的介電介質(zhì)位置發(fā)生變化,導(dǎo)致電容器的容量變化;


對于變距離的電容器同樣是電容器的動(dòng)片和定片組成,目前已被大量使用的電容式差壓變送器就是典型的變距離電容器,當(dāng)外界作用使電容器的動(dòng)片位置發(fā)生移動(dòng)時(shí),動(dòng)片相對一個(gè)定片的距離縮短,電容器的容量增大,而對另一個(gè)定片的距離增大,電容器的容量減少。由于電容器容量的改變具有非線性特性,一般都是采用雙電容器組成的差動(dòng)電容器來達(dá)到線性化。


可變?nèi)萘康碾娙萜鲀H僅是一個(gè)檢測元件,只有與與之配合的電路,完成從檢測到對應(yīng)的電信號的輸出才是一個(gè)真正的傳感器,配合電容器容量變化的轉(zhuǎn)換電路是振蕩器或脈沖調(diào)寬電路,通過電容器容量的變化來改變振蕩的頻率或脈沖的占空比,后續(xù)電路將變化的頻率或脈沖占空比轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的直流電平,通過對直流電平的放大并轉(zhuǎn)變成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出。


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