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电容位移传感器-山东电容位移传感器-善测(多图)

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    严格来说,电容的大小与导体的表面面积以及导体间材料的介电常数直接成正比,与导体间的距离成反比(参见图 3)。在典型的电容传感应用中,探头或传感器是导电物体之一,而目标物体则是另一个。(使用电容式传感器感测塑料和其他绝缘体将在非导电目标部分予以讨论。)传感器及目标的大小、以及两者之间的材料都假设为常量。因此,电容的任何变化都是因为探头和目标之间的距离发生了变化。电子器件已经过校准,以根据电容的变化生成具体的电压变化。这些电压经过测量,用于代表距离的具体变化。针对一定量的距离变化所产生的电压变化量被称之为灵敏度。一般的灵敏度设置为 1.0 伏/100 微米。这说明,电容位移传感器,每 100 微米的距离变化会恰好产生 1.0 伏的输出电压变化。利用此标定方法,+2 伏的输出电压变化说明目标向探头移近 200 微米。



    变介电常数型电容传感器设被测非导电液体的介电常数为ε1,液面高度为h,天津电容位移传感器,传感器总高度为H,内筒外径为d,外筒内径为D,山西电容位移传感器,此时电容值为

    式中,ε为空气介电常数;C0为由传感器的基本尺寸决定的初始电容值,。此传感器的电容量正比于被测液位的高度h。

    电容传感器是将被测量(尺寸、压力等)的变化转换成电容变换量的一种传感器。它本身就是一个可变电容器,有的也与被测物体一起组成可变电容器。

    知识点1-电容传感器的工作原理

    对于一个平板电容器,它的电容量其中ε0为真空的介电常数;ε为介质相对于真空的介电常数;A为极板的覆盖面积;δ为两极板间的距离。

    可见,当电容器中的ε、δ、A发生变化,均会引起电容的变化。基于这个原理,固定住其中两个参数,只改变剩下一个参数,就能达到通过电容量变化观测被测值的目的。只需要配套测量电路,将电容的变化转化为电信号输出,即可得到被测值。根据变化参数的不同,电容传感器可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三种。

    知识点2-极距变化型电容传感器

    保证电容器的两个极板间相互覆盖面积和介质不变,那么电容量将与极距呈非线性关系。电容的变化量:得到传感器的灵敏度

    可见极距变化型电容传感器的灵敏度与极距的二次方成反比,极距越小,灵敏度越高,但它们是非线性关系。为了减小非线性误差,通常测量范围Δδ?δ0,一般规定极距变化范围Δδ≈0.1。

    实际应用中常采用差动型电容传感器以稳定传感器性能,它的结构与差动型可变磁阻式传感器相似,灵敏度是通常结构的二倍。





    电容传感器是一种通过简单的机械结构就能实现低功耗、良好的动态性能以及非接触式测量等特点的传感器。电容传感器能有效检测到微米级的位移变化,具有非常高的精度,应用前景广泛。目前主要广泛应用于灾害监测、航空航天及工业生产中对微小位移、液位、压力、重力等参数的测量。针对控制棒落棒时棒位指示传感器的电容和位移关系,在水平位置下,在4种不同的工况下将控制棒数据进行标定,对标定得到的电容值取值和值的二分之一作为拟合值,分别采用三次样条插值、二乘法、BP神经网络的方法对数据进行拟合,然后使用4种工况下得到的原始数据进行插值观察误差并做残差分析。MATLAB拟合结果表明,三次样条插值具有良好的效果。






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