電容式感測器是利用敏感電容將被測力/壓力轉換成與之有一定關係的電學量輸出的壓力感測器。
力——>電學量
優點:結構簡單、高分辨力、可非接觸測量,並能在高溫、輻射和強烈振動等惡劣條件下工作。
按照原理分類:
在矽片上取適當的晶向蝕刻成薄矽膜,與溫度係數相近的、噴鍍有電極的玻璃板形成
蝕刻兩個矽膜片,一敏感膜片,一參考膜片
按結構分類:單端式和差動式
按敏感膜片型式分類:圓形、方形、環形。
檢測電路:
用電容的變化量來控制振盪器的頻率
用阻抗橋測量壓敏電容的交流阻抗變化
從電容原理分為:變極距型、變面積型、變介質型三種
c=ε0 εr a / δ
a是面積 ε0 εr介質 δ板間距離
變極距型電容感測器只有在測量範圍小的時候才有近似的線性輸出
特點:
當c1增加時,另乙個電容量減小相同量值
優點:溫度穩定性好
結構簡單
動態響應好
可以非接觸測量
靈敏、分辨力高、能敏感0.01μm甚至更小的位移
缺點:輸出阻抗高、負載能力差、易受外界干擾產生不穩定現象
解決方法:採取遮蔽措施(負載能力差)
提高絕緣部分的電阻值(輸出阻抗高)否則絕緣部分將作為旁路電容而影響儀器的效能
寄生電容影響大
等效電路
邊緣效應
靜電引力
寄生電容
解決方法
1、驅動電纜法
2、整體遮蔽法
3、採用組合與整合技術
溫度影響:對結構尺寸和介質的影響
當該電路用於差動式變極距型電容感測器的
這種電路只採用直流電源,無需振盪器,要求直流電源地電壓穩定度較高
用於差動式變面積型電容式感測器時
二極體雙t型電路
用於接觸式測量,電容與位移呈線性關係
什麼是電容式力敏感測器?他是怎樣工作的?此類感測器有哪幾種型別?常見的電容式感測器測量電路有哪些?電容式力敏感測器有哪些應用例項?
電容式力敏感測器是利用敏感電容將被測力/壓力轉化成電學量輸出的壓力感測器
當被測量引起電容的a er或d變化時,導致c隨之變化。在實際使用中,通常保持其中兩個引數不變,而隻變乙個引數,把引數的變化轉換成電容量的變化,通過測量電路換為電量輸出。
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