电容式传感器

电容式传感器

一.电容式传感器应用前景：

电容式传感器是把被测量转换为电容量变化的一种参量型传感器。电容式传感器广泛应用于压力、液位、位移等各种检测中，由于形式多种多样，传感器电容值相差很大。

这种传感器具有高阻抗、小功率、动态范围大、动态响应较快、几乎没有零漂、结构简单和适应性强等优点。70年代末以来,随着集成电路技术的发展,出现了与微型测量仪表封装在一起的电容式传感器。这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小，使其固有的缺点得到克服。电容式传感器是一种用途极广，很有发展潜力的传感器。

二.电容式传感器特点：

1、高阻抗、小功率,因而所需的输入力很小，输人能量也很低。

2、温度稳定性好。

3、结构简单，适应性强，待测体是导体或半导体均可,可在恶劣环 境中工作。

4、动态响应好。

5、可以实现非接触测量，具有平均效应。

三.工作原理：

以储存电荷为目的制成的元件称为电容器。由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器, 如果不考虑边缘效应, 其电容量

为

d

A

d A

c r εεε0==

ε为电容极板间介质的介电常数, ε0 =8.83×10-12F／m,其中ε0为真空介电常数, εr为极板间介质相对介电常数; A为两平行板所覆盖的面积; d为两平行板之间的距离。

当被测参数变化使得上式中的A，d或ε发生变化时, 电容量C也随之变化。如果保持其中两个参数不变, 而仅改变其中一个参数, 就可把该参数的变化转换为电容量的变化, 通过测量电路就可转换为电量输出。电容式传感器可以分为三种类型：变间隙式、变面积式和变介电常数式。

四、电容式传感器的测量的物理量及范围

电子技术的发展，解决了电容式传感器存在的许多技术问题，使电容式传感器不但广泛应用于精确测量位移、厚度、角度、震动等物理量，还应用于测量力、压力、差压、流量、成分、液位等参数，在自动检测与控制系统中也常常用来作为位置信号发射器。

五、传感器对测量某一无量量的具体应用

例一：电容式称重传感器原理图

在弹性钢体上高度相同处打一排孔，在孔内形成一排平行的平板

电容，当称重时，钢体上端面受力，圆孔变形，每个孔中的电容极板间隙变小，其电容相应增大。由于在电路上各电容是并联的，因而输出反映的结果是平均作用力的变化，测量误差大大减小。

例二：电容式加速度传感器

两个固定极板间有一个用弹簧片支撑的质量块m,质量块的两端面经抛光后作为动极板，当传感器测量竖直方向的振动时，由于m的惯性作用，使其相对固定电极产生位移，两个差动电容器C1和C2的电容发生相应的变化，其中一个变大，另一个变小。

六、电容式传感器的技术指标及参考价格、可能的生产厂家例：合肥博通电子技术有限公司

型号：KL1151

（1）基本功能与特色

（2）订货型号

（3）几何尺寸