传感器倒也打

1、 电容式传感器 把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感局部就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器见图。假设忽略边缘效应，平板电容器的电容为S/d，式中为极间介质的介电常数，S为两极板互相覆盖的有效面积，d为两电极之间的距离。d、s、 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化(见电容式压力传感器)。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的

2、温度、密度、湿度的测定。一、工作原理：电容式传感器也常常被人们称为电容式物位计，电容式物位计的电容检测元件是根据圆筒形电容器原理进行工作的，电容器由两个绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成，在两筒之间充以介电常数为e的电解质时，两圆筒间的电容量为C=2eL/lnD/d，式中L为两筒相互重合局部的长度；D为外筒电极的直径；d为内筒电极的直径；e为中间介质的电介常数。在实际测量中D、d、e是根本不变的，故测得C即可知道液位的上下，这也是电容式传感器具有使用方便，结构简单和灵敏度高，价格廉价等特点的原因之一。二、电容传感器的测量范围：1、 ZCS1100型精密电容位移传感器。本传感器可以在线检测压电

3、微位移、振动台，电子显微镜微调，天文望远镜镜片微调，精密微位移测量等。该传感器是一个单一的通道，高性能线性位移测量系统，创新的电容位移测量技术，提供了纳米测量能力，本钱低，适合测量任何导电目标。2、FWS-C型在线电容式水分检测传感器。在线检测各种工作机械的液压、润滑系统介质的含水率，特别是外部水容易渗入机械内部的轧钢机、造纸机、汽轮 机、船舶机械。 监视循环油系统是否存在泄漏，如水冷却器等。 监视工作机械的密封元件是否损坏，引起外部水渗入。 监视环境空气湿度对润滑液压系统油品品质和含水率的影响。，从而精确测定润滑油质量，预测设备故障，是设备润滑油管理中的关键部件。本传感器采用螺纹连差动式电容

4、测厚传感器接，体积小，重量轻，结构可靠，测量精度高，工作稳定，具有较强的抗电磁干扰性能。封闭型不锈钢制外壳具有很好的防水防尘性能。可直接安装于工厂现场液压润滑管道上。是理想的在线水分检测传感器。该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连，在线、连续、实时的检测各种低水分油品的含水率。直接显示，远程控制和报警。实现数据存储，积算、传输和控制功能。普遍应用于大中型机械联动机组的液压、润滑循环系统 例如：高线轧机和板带轧机润滑油系统、板带轧机和棒线轧机液压传动系统、汽轮发电机组润滑系加速度传感器统、造纸机组润滑系统、船舶机械润滑系统、燃料油库。粘度计，污染度，湿度计电容式传感器3、 FW-C1型电

5、容式润滑油实时在线监测传感器。本传感器可以在线准确测定润滑油的污染程度，包括氧化程度、含水量和其它机械化学杂质污染度，从而精确测定润滑油质量，判定是否需要更换润滑油，即可节约油料，又能预测设备故障，是设备润滑油管理中改变传统的按期换油，实现按质换油的关键部件。本传感器采用螺纹连接，体积小，重量轻，结构可靠，是理想的在线润滑油检测传感器，可普遍应用于各类大型动力机械，轴承，齿轮箱，泵机和汽轮机的润滑油检测质量实时检测中。该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连，实现数据存储，积算、传输和控制功能。电容式压力传感器4、电容式压力传感器5、加速度传感器6、差动式电容测厚传感器三、特点优势电容式传

6、感器与电阻式、电感式等传感器相比有如下一些优点：(1)高阻抗、小功率,因而所需的输入力很小，输人能量也很低。电容式传感器因带电极板 间静电引力极小(约几个10-5 N)，因此所需输入能量极小，所以特别适宜用来解决输入能量低的 测量问题，例如测量极低的压力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很灵敏,分辨力非常髙，能 感受0.001m甚至更小的位移。(2)温度稳定性好。传感器的电容值一般与电极材料无关，有利于选择温度系数低的材料， 又因本身发热极小，对稳定性影响甚微。(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。电容式传感 器结构简单,易于制造,可做得非常小巧，以实现某些

7、特殊的测量;能工作在上下温、强辐射及强 磁场等恶劣的环境中，也能对带有磁性的工件进行测量。(4)动态响应好。由于极板间的静电引力很小，可动局部做得很小很薄，因此其固有频率很 高，动态响应时间短，能在几兆赫的频率下工作，特别适合动态测量，如测量振动、瞬时压力等。(5)可以实现非接触测量，具有平均效应。例如非接触测量回转轴的振动或偏心、小型滚珠 轴承的径向间隙等。当采用非接触测量时,电容式传感器具有平均效应，可以减小工作外表粗糙 等对测量的影响。四、缺乏之处电容式传感器存在的缺乏之处如下：(1)输出阻抗高，负载能力差。(2)寄生电容影响大。电容式传感器的初始电容量很小,而传感器的引线电缆电容(lm

8、2m导线可达800 pF)、测 量电路的杂散电容以及传感器极板与其周围导体构成的电容等“寄生电容却较大，这一方面降 低了传感器的灵敏度;另一方面这些电容(如电缆电容)常常是随机变化的，将使传感器工作不稳 定，影响测量精度，其变化量甚至超过被测量引起的电容变化量，致使传感器无法工作。因此对 电缆的选择、安装、接法都要有要求。为减小电缆分布电容影响，可将电子线 路的前级装在离传感器敏感局部很近的地 方，或采用所谓“双层屏蔽等电位传输技术，又称“驱动电缆技术。这种方法的根本思路 是:连接电缆采用内外双层屏蔽，使内屏蔽层 与被屏蔽的导线电位相同，因而两者之间没 有容性电流存在，这样使引线与内屏蔽之间

9、的电缆电容不起作用，外屏蔽仍被接地而对 外界电场起屏蔽作用，其原理如图5 - 15所 示。外屏蔽接地后，对地之间电容将成为1:1放大器的负载，它也与电容式传感器的电 容无关。这样无论电缆形状和位置如何变化，都不会对传感器的工作产生影响。驱动电缆原理图实验证明：采用驱动电缆技术,即使电容式传感器电容较小，在传输电缆长达10 m时，传感 器仍能很好地工作。两点注意：工作频率等于或接近谐振频率时，谐振频率破坏了电容的正常作用。因此，工作频率应该先择低于谐振频率。电容式传感器的有效电容除与位移有关外，还与角频率有关。因此，在实际应用时必须与标定的条件相同。五、优缺点电容式传感器的优点是结构简单,价格廉

10、价，灵敏度高，零磁滞，真空兼容，过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等。缺点是输出有非线性，寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大，以及联接电路较复杂等。 6、 电容传感器的发张趋势：70年代末以来，随着集成电路技术的开展,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，很有开展潜力的传感器。典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。当薄膜受压力作用时，薄膜会发生一定的变形，因此，上下电极之间的距离发生一定的变化，从而使电容发生变化。但电容式压力传感器的电容

11、与上下电极之间的距离的关系是非线性关系，因此，要用具有补偿功能的测量电路对输出电容进行非线性补偿。七、总结 本文主要介绍了电容传感器的一些相关知识和特点，并列举了一些应用。从这些应用中我们可看见光电传感器无限的开展前景。光电传感器在科学技术领域，工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的要求越来越高是其开展的强大动力，突飞猛进的代科学技术那么为其提供了坚强的后盾，我们相信在不懈的探索中，光电传感器的应用定会有新的飞跃。参考文献 1曾光奇，胡均安，卢文祥.工程测试技术根底M.武汉：华中科技大学出版社2002. 2 唐守锋, 童敏. 检测与转换技术M. 徐州: 中国矿业大学出版社，2021. 3 张正伟. 传感器原理与应用M. 北京: 中央播送电视大学出版社，1991. 4 王元庆. 新型传感器原理及应用M.&#