标准集团讲述电容位移传感器工作原理
标准集团(香港)有限公司是一家提供材料测试仪器设备的综合供应商,创立于2003年,总部在中国香港,在上海设有分公司上海泛标纺织品检测技术有限公司,全面负责中国大陆地区的销售和售后服务,上海千实精密机电科技有限公司是其生产厂家,负责测试仪器的加工生产。
公司起步于纺织领域的开发,秉持专业、真诚、热情、高效的服务理念,全面贴近客户需求,获得客户高度认可。其后,为满足客户日益增长的需求,公司逐步拓展产品线,扩张至相邻的皮革、地毯、床垫、箱包、家具、玩具、非织造、包装材料等行业,随后,又延伸至过滤材料、燃烧及光学光谱等多个领域。主要经营的产品种类有:口罩检测仪器、防护服检测仪器、纺织及服装测试仪器,皮革及鞋材测试仪器,燃烧类测试仪器,玩具类测试仪器,汽车内饰测试仪器,土工布测试仪器,非织造无纺布测试仪器,过滤材料测试仪器,材料老化测试仪器,床垫箱包家具测试仪器以及其它相关测试设备。
一直以来,我们始终坚持提供适用产品,依赖专业高效的服务团队,整合技术和资源优势,为客户解决科研生产中遇到问题提供支持,从而带动国内科研及相关行业水平的提高。通过个性化的售前产品咨询,高效率的售后安装、维护和维修,标准集团正越来越多赢得市场和客户的信赖。
以电容器为敏感元件,将机械位移量转换为电容量变化的传感器称为电容式传感器。电容传感器的形式很多,常使用变极距式电容传感器和变面式电容传感器进行位移测量。
(1).变极距式电容传感器
一个电极板固定不变,称为固定极板,另一极板间距离d响应变化,从而引起电容量的变化。因此,只要测出电容量的变化量⊿ C,便可测得极板间距变化量,即动极板的位移量⊿ d。变极距电容传感器的初始电容Co可由下式表达,即式中:ε--真空介电常数(8.85×10-12F/m) A--极板面积(m2) do--极板间距初始距离(m).传感器的这种变化关系呈非线性,当极板初始距离由do减少⊿ d时,则电容量相应增加⊿ C,即电容相对变化量⊿ C/Co为.由于,在实际使用时常采用近似线性处理,即此时产生的相对非线性误差γo为这种处理的结果,使得传感器的相对非线性误差增大.
为改善这种情况,可采用差动变极距式电容传感器。它有三个极板,其中两个固定不动,只有中间极板可产生移动。当中间活动极板处于平衡位置时,即d1=d2=do,则C1=C2=Co,如果活动极板向右移动⊿ d,则d1=do-⊿ d,d2=do+⊿ d,采用上述相同的近似线性处理方法,可得传感器电容总的相对变化,为传感器的相对非线性误差γo为.不难看出,变极距式电容传感器改成差动之后,不但非线性误差大大减小,而且灵敏度也提高了一倍。
(2).变面积式电容传感器
变面积式电容传感器由两个电极构成,其中一个为固定极板,另一个为可动极板,两极板均成半圆形。假定极板间的介质不变(即电介质常数不变),当两极板完全重叠时,其电容量为Co=⊿ A/d
当动极板绕轴转动一个α角时,两极板的对应面积要减小⊿ A,则传感器的电容量就要减小⊿ C。如果我们把这种电容量的变化通过谐振电路或其它回路方法检测出来,就实现了角位移转换为电量的电测变换。
电容式位移传感器的位移测量范围在1um-10mm之间,变极距式电容传感器的测量精度约为2%。变面积式电容传感器的测量精度较高,其分辨率可达0.3um。
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