德國IFM電容式傳感器KI0016產(chǎn)品介紹

德國IFM電容式傳感器KI0016產(chǎn)品介紹
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IFM易福門(mén)電容式傳感器是以各種類(lèi)型的電容器作為傳感元件，將被測轉物理量或機械量換成為電容量變化的一種轉換裝置，實(shí)際上就是一個(gè)具有可變參數的電容器。電容式傳感器廣泛用于位移、角度、振動(dòng)、速度、壓力、成分分析、介質(zhì)特性等方面的測量。Z常用的是平行板型電容器或圓筒型電容器。
IFM電容式傳感器原理：
電容式傳感器也常常被人們稱(chēng)為電容式物位計，電容式物位計的電容檢測元件是根據圓筒形電容器原理進(jìn)行工作的，電容器由兩個(gè)絕緣的同軸圓柱極板內電極和外電極組成，在兩筒之間充以介電常數為ε的電解質(zhì)時(shí)，兩圓筒間的電容量為式中L為兩筒相互重合部分的長(cháng)度；D為外筒電極的直徑；d為內筒電極的直徑；e為中間介質(zhì)的電介常數。在實(shí)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，結構簡(jiǎn)單和靈敏度高，價(jià)格便宜等特點(diǎn)的原因之一。
電容式傳感器是以各種類(lèi)型的電容器作為傳感元件，由于被測量變化將導致電容器電容量變化，通過(guò)測量電路，可把電容量的變化轉換為電信號輸出。測知電信號的大小，可判斷被測量的大小。這就是電容式傳感器的基本工作原理。
IFM電容式傳感器優(yōu)點(diǎn)：
1)溫度穩定性好
電容式傳感器的電容值一般與電極材料無(wú)關(guān)，這有利于選擇溫度系數低的材料，又因本身發(fā)熱極小，影響穩定性甚微。而電阻傳感器有銅損，易發(fā)熱產(chǎn)生零漂。
2)結構簡(jiǎn)單
電容式傳感器結構簡(jiǎn)單，易于制造和保證高的精度，可以做得非常小巧，以實(shí)現某些特殊的測量；能工作在高溫，強輻射及強磁場(chǎng)等惡劣的環(huán)境中，可以承受很大的溫度變化，承受高壓力，高沖擊，過(guò)載等；能測量超高溫和低壓差，也能對帶磁工作進(jìn)行測量。
3)動(dòng)態(tài)響應好
電容式傳感器由于帶電極板間的靜電引力很小(約幾個(gè)10^(-5)N)，需要的作用能量極小，又由于它的可動(dòng)部分可以做得很小很薄，即質(zhì)量很輕，因此其固有頻率很高，動(dòng)態(tài)響應時(shí)間短，能在幾兆赫茲的頻率下工作，特別適用于動(dòng)態(tài)測量。又由于其介質(zhì)損耗小可以用較高頻率供電，因此系統工作頻率高。它可用于測量高速變化的參數。
4)可以非接觸測量且靈敏度高
可非接觸測量回轉軸的振動(dòng)或偏心率、小型滾珠軸承的徑向間隙等。當采用非接觸測量時(shí)，電容式傳感器具有平均效應，可以減小工件表面粗糙度等對測量的影響。
電容式傳感器除了上述的優(yōu)點(diǎn)外，還因其帶電極板間的靜電引力很小，所需輸入力和輸入能量極小，因而可測極低的壓力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很靈敏，分辨力高，能感應0.01μm甚至更小的位移。由于其空氣等介質(zhì)損耗小，采用差動(dòng)結構并接成電橋式時(shí)產(chǎn)生的零殘極小，因此允許電路進(jìn)行高倍率放大，使儀器具有很高的靈敏度。
IFM電容式傳感器缺點(diǎn)：
①輸出阻抗高，負載能力差。
無(wú)論何種類(lèi)型的電容式傳感器，受電極板幾何尺寸的限制，其電容量都很小，一般為幾十到幾百皮法(pF)，因此使電容式傳感器的輸出阻抗很高，可達～Ω。由于輸出阻抗很高，因而輸出功率小，負載能力差，易受外界干擾影響而產(chǎn)生不穩定現象，嚴重時(shí)甚至無(wú)法工作。
②寄生電容影響大。
電容式傳感器的初始電容量很小，而連接傳感器和電子線(xiàn)路的引線(xiàn)電纜電容、電子線(xiàn)路的雜散電容以及電容極板與周?chē)鷮w構成的電容等寄生電容卻較大。寄生電容的存在不但降低了測量靈敏度，而且引起非線(xiàn)性輸出。由于寄生電容是隨機變化的．因而使傳感器處于不穩定的工作狀態(tài)．影響測量準確度。
IFM電容式傳感器分類(lèi)：
根據傳感器的工作原理可把電容式傳感器分為變極距型、變面積型和變介質(zhì)型三種類(lèi)型。
根據傳感器的結構可把電容式傳感器分為三種類(lèi)型的結構形式。它們又可按位移的形式分為線(xiàn)位移和角位移兩種，每一種又依據傳感器極板形狀分成平(圓形)板形和圓柱(圓筒)形，雖然還有球面形和鋸齒形等其他形狀，但一般很少用。其中差動(dòng)式一般優(yōu)于單組(單邊)式傳感器，它具有靈敏度高、線(xiàn)性范圍寬、穩定性高等特點(diǎn)。
IFM電容式傳感器應用：
電容式傳感器具有結構簡(jiǎn)單、耐高溫、耐輻射、分辨率高、動(dòng)態(tài)響應特性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于壓力、位移、加速度、厚度、振動(dòng)、液位等測量中。但在使用中要注意以下幾個(gè)方面對測量結果的影響：
①減小環(huán)境溫度、濕度變化(可能引起某些介質(zhì)的介電常數或極板的幾何尺寸、相對位置發(fā)生變化)；
②減小邊緣效應；
③減少寄生電容；
④使用屏蔽電極并接地(對敏感電極的電場(chǎng)起保護作用，與外電場(chǎng)隔離)；
⑤注意漏電阻、激勵頻率和極板支架材料的絕緣性。

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