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電容式傳感器概述

電容式傳感器的應用技術(shù)近幾十年來有了較大的進展，由于電容測微技術(shù)的不斷完善，作為高精度非接觸式測量手段，廣泛應用于科研和生產(chǎn)加工過程。一般產(chǎn)品有測微儀器。

過去，電容式傳感器主要用于位移、振動、角度、加速度等機械量精密測量?，F(xiàn)在還逐漸擴大應用于壓力、壓差、液面、成份含量等方面的測量。

電容式傳感器的特點

小功率、高阻抗。電容器密度很小，一般在幾十~幾百微法，具有高輸出阻抗。
靜電引力?。O板間），工作所需作用力很小。
可動質(zhì)量小，具有較高的固有頻率，所以動態(tài)響應特性好。
本身發(fā)熱影響小。
可進行非接觸測量。

電容式傳感器的定義

電容式傳感器是將被測量（如尺寸、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種傳感器。把被測的機械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。它的敏感部分就是具有可變參數(shù)的電容器。其最常用的形式是由兩個平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器（見圖）。若忽略邊緣效應，平板電容器的電容為εA/δ，式中ε為極間介質(zhì)的介電常數(shù)，A為兩電極互相覆蓋的有效面積,δ為兩電極之間的距離。δ、A、ε 三個參數(shù)中任一個的變化都將引起電容量變化，并可用于測量。因此電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類。極距變化型一般用來測量微小的線位移或由于力、壓力、振動等引起的極距變化(見電容式壓力傳感器)。面積變化型一般用于測量角位移或較大的線位移。介質(zhì)變化型常用于物位測量和各種介質(zhì)的溫度、密度、濕度的測定。

70年代末以來,隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了與微型測量儀表封裝在一起的電容式傳感器。這種新型的傳感器能使分布電容的影響大為減小，使其固有的缺點得到克服。電容式傳感器是一種用途極廣，很有發(fā)展?jié)摿Φ膫鞲衅鳌?br />
電容式傳感器工作原理

 由物理學可知，在忽略邊緣效應的情況下，平板電容器的電容量為  
                                                                                                       （F） （9.22)

式中   

        ε0 —真空的介電常數(shù)，  =8.854×10-12F/m；

        ε—極板間介質(zhì)的相對介電系數(shù)，在空氣中，ε=1；

        S—極板的遮蓋面積（m2）；

        δ—兩平行極板間的距離（m)。

上式表明，當被測量δ、S或ε發(fā)生變化時，會引起電容的變化。如果保持其中的兩個參數(shù)不變，而僅改變另一個參數(shù)，就可把該參數(shù)的變化變換為單一電容量的變化，再通過配套的測量電路，將電容的變化轉(zhuǎn)換為電信號輸出。根據(jù)電容器參數(shù)變化的特性，電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型三種，其中極距變化型和面積變化型應用較廣。

電容式傳感器應用

1、 ZCS1100型精密電容位移傳感器。本傳感器可以在線檢測壓電微位移、振動臺，電子顯微鏡微調(diào)，天文望遠鏡鏡片微調(diào)，精密微位移測量等。該傳感器是一個單一的通道，高性能線性位移測量系統(tǒng)，創(chuàng)新的電容位移測量技術(shù)，提供了納米測量能力，成本低，適合測量任何導電目標。

2、FWS-CⅡ型在線電容式水分檢測傳感器。在線檢測各種工作機械的液壓、潤滑系統(tǒng)介質(zhì)的含水率，特別是外部水容易滲入機械內(nèi)部的軋鋼機、造紙機、汽輪 機、船舶機械。 監(jiān)視循環(huán)油系統(tǒng)是否存在泄漏，如水冷卻器等。 監(jiān)視工作機械的密封元件是否損壞，引起外部水滲入。 監(jiān)視環(huán)境空氣濕度對潤滑液壓系統(tǒng)油品品質(zhì)和含水率的影響。，從而精確測定潤滑油質(zhì)量，預測設(shè)備故障，是設(shè)備潤滑油管理中的關(guān)鍵部件。本傳感器采用螺紋連接，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)可靠，測量精度高，工作穩(wěn)定，具有較強的抗電磁干擾性能。封閉型不銹鋼制外殼具有很好的防水防塵性能?？芍苯影惭b于工廠現(xiàn)場液壓潤滑管道上。是理想的在線水分檢測傳感器。