電容式感測器概述以及電容式感測器的工作原理

對於一般的聲發射應用，訊號頻帶範圍大多在25kHz到750kHz之間，因此諧振感測器更合適。 一般寬頻頻率為150kHz的諧振窄帶感測器常用於金屬材料等應用; 對於腐蝕、洩漏等聲發射訊號，通常使用諧振頻率為40kHz的諧振感測器; 由於寬頻感測器在寬頻段的響應靈敏度相對較低，因此選擇寬頻感測器進行頻譜分析。 青城聲發射感測器採用優質不鏽鋼材料，整體遮蔽設計可有效減少干擾; 適用於橋鋼絲斷裂監測、閥門管道洩漏監測、工具磨損監測、風電裝置監測、旋轉裝置聲發射監測、結構件損傷監測、儲罐底聲發射監測。

從能量轉換的角度來看，電容變換器是一種無源變換器，它需要將測得的機械量轉換為電壓或電流，然後放大處理。 力學量上的線位移、角位移、間距、距離、厚度、拉伸、壓縮、膨脹、變形等都與長度密切相關; 這些量都是用長度或長度比來測量的，它們的測量方法彼此密切相關。 另外，在某些條件下，這些機械量變化相當緩慢，變化範圍極小，如果在測量非常小的距離或位移時要求具有高解像度，則其他感測器很難達到高解像度要求，而精密測量中常用的差動變壓器感測器的解像度僅達到1 5 m量級; 電容式千分尺的解像度為四個數量級，最大範圍為1250 m，滯後為零，適用於精密的小位移測量。

電容式感測器是一種將測量值（例如尺寸、壓力等）的變化轉換為電容變化的感測器。 將測量的機械量（如位移和壓力）轉換為電容變化的感測器。 它的敏感部分是具有可變引數的電容器。

最常用的形式是由兩個平行電極組成的電容器，兩極之間以空氣為介質。 忽略邊緣效應，板式電容器的電容是乙個δ，其中是兩極之間電介質的介電常數，a是兩個電極相互覆蓋的有效面積，δ是兩個電極之間的距離。

三個引數中的任何乙個變化都會導致電容的變化，並可用於測量。 因此，電容式感測器可分為極距變化型、面積變化型和介質變化型三種。 極距變化通常用於測量由於力、壓力、振動等引起的小線性位移或極距變化（參見電容式壓力感測器）。

面變型通常用於測量角位移或大線性位移。 介質變化型常用於液位測量和各種介質的溫度、密度和濕度的測定。 自70年代末以來，隨著積體電路技術的發展，電容式感測器出現了與微型測量儀器一起封裝的情況。

這種新型感測器可以大大降低分布式電容的影響，克服其固有的缺點。 電容式感測器是一種用途廣泛的感測器，具有巨大的潛力。

電容式位移感測器基於平板電容原理。 電容器的兩極是感測器和被測物體。 如果有穩定的交流電通過感測器，則輸出交流電的電壓將與感測器與被測物體之間的距離成正比，從而可以通過測量電壓的變化來獲得距離資訊。

電容式位移感測器是一種非接觸式電容原理的精密測量儀器，具有一般非接觸式儀器常見的摩擦、無損磨損等特點，同時還具有訊雜比大、靈敏度高、零漂移、頻率響應寬、非線性小、精度和穩定性好、抗電磁干擾能力強、使用方便等優點。

在實踐中，得益於獨特的磁遮蔽環設計，Mi-Iridium的電容式感測器可以實現近乎完美的線性測量。 然而，電容式感測器要求探頭和被測物體之間的電介質必須均勻且恆定。 測量系統對測量範圍內的介電變化非常敏感。

電容式感測器的電容檢測元件根據圓柱形電容器的原理工作，電容器由兩個絕緣的內電極和乙個同軸圓柱板的外電極組成，當介電常數為e的電解液在兩個圓柱體之間充電時，兩個圓柱體之間的電容為c = 2 el lnd d， 其中 l 是兩個圓柱體重疊部分的長度;d為外管電極的直徑; d為內筒電極直徑; e 是中間介質的介電常數。 在實際測量中，d、d、e基本不變，因此電容式感測器具有使用方便、結構簡單、靈敏度高等特點。

<>1.電容感測器又稱電容液位計，其電容檢測元件的工作原理是圓柱形電容器，圓柱形電容器主要由兩塊相互絕緣的同軸圓柱板組成，介質填充在兩塊板之間，則電容器的容量為c=2 el lnd d， 式中，表示兩塊板之間介質的介電常數，l表示兩塊板相互重合的長度，d表示外圓柱板的直徑，d表示內圓柱板的直徑。由於d、d、e三個引數在固定條件下測量時不會改變，因此可以根據測得的電容知道電平高度。

2.電容式感測器比電阻式感測器和電感式感測器有一定的優點，但它們並不完美，也有缺點

3.優點：價格便宜，價格實惠; 靈敏度和準確性高; 結構簡單; 它也可以應用於惡劣的環境; 溫度穩定性好; 具有平均效應; 良好的動態響應能力; 高過載能力。

4、缺點：輸出為非線性; 寄生電容和分布電容的靈敏度和測量精度容易受到影響且不穩定; 連線電路比較複雜。

a.功率小，加熱本身影響小。

b.電容器具有小電容和高輸出阻抗。

c.活動質量小，固有頻率悶熱和粉塵率高，動態響應特性好。

d.板片的靜電吸引力小，工作所需的力很小。

正確答案：功率小，自身發熱影響小; 電容器具有小電容和高輸出阻抗。 活動質量小，固有頻率高，動態響應特性好; 板片的靜電吸引力小，工作所需的力很小。

根據感測器的工作原理，電容式感測器可分為變極距型、變面積型和變介質型三種。

根據感測器的結構，電容式感測器可分為三種結構形式。 它們按位移形式可分為直線位移和角位移兩種，根據感測器板的形狀，各分為平（圓）板形和圓柱形（圓柱形），雖然還有其他形狀如球形和鋸齒形，但一般很少使用。 其中，差動式一般優於單組（單面）感測器，具有靈敏度高、線性範圍寬、穩定性高等特點。