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    IFM電容式傳感器與電阻式、電感式傳感器的區(qū)別
    IFM電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,，靈敏度高,，零磁滯，真空兼容,，過載能力強(qiáng),，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好和對(duì)高溫、輻射,、強(qiáng)振等惡劣條件的適應(yīng)性強(qiáng)等,。缺點(diǎn)是輸出有非線性，寄生電容和分布電容對(duì)靈敏度和測(cè)量精度的影響較大,，以及聯(lián)接電路較復(fù)雜等,。
    IFM電容傳感器介紹：用電測(cè)法測(cè)量非電學(xué)量時(shí)，首先必須將被測(cè)的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量而后輸入之,。通常把非電學(xué)量變換成電學(xué)量的元件稱為變換器,；根據(jù)不同非電學(xué)量的特點(diǎn)設(shè)計(jì)成的有關(guān)轉(zhuǎn)換裝置稱為傳感器，而被測(cè)的力學(xué)量（如位移,、力,、速度等）轉(zhuǎn)換成電容變化的傳感器稱為IFM電容傳感器。從能量轉(zhuǎn)換的角度而言,，電容變換器為無源變換器,，需要將所測(cè)的力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓或電流后進(jìn)行放大和處理。力學(xué)量中的線位移,、角位移,、間隔、距離,、厚度,、拉伸、壓縮,、膨脹,、變形等無不與長(zhǎng)度有著密切的量；這些量又都是通過長(zhǎng)度或者長(zhǎng)度比值進(jìn)行測(cè)量的量,，而其測(cè)量方法的相互關(guān)系也很密切,。另外,，在有些條件下，這些力學(xué)量變化相當(dāng)緩慢,，而且變化范圍極小,，如果要求測(cè)量極小距離或位移時(shí)要有較高的分辨率，其他傳感器很難做到實(shí)現(xiàn)高分辨率要求,，在精密測(cè)量中所普遍使用的差動(dòng)變壓器傳感器的分辨率僅達(dá)到1～5 μm數(shù)量級(jí),；而有一種電容測(cè)微儀，他的分辨率為0.01 μm,，比前者提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí),，zui大量程為100±5 μm，因此他在精密小位移測(cè)量中受到青睞,。
    對(duì)于上述這些力學(xué)量,，尤其是緩慢變化或微小量的測(cè)量，一般來說采用電容式傳感器進(jìn)行檢測(cè)比較適宜,，主要是這類傳感器具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：(1)測(cè)量范圍大其相對(duì)變化率可超過100%,；(2)靈敏度高，如用比率變壓器電橋測(cè)量,，相對(duì)變化量可達(dá)10-7數(shù)量級(jí),；(3)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，因其可動(dòng)質(zhì)量小,，固有頻率高,，高頻特性既適宜動(dòng)態(tài)測(cè)量，也可靜態(tài)測(cè)量,；(4)穩(wěn)定性好由于電容器極板多為金屬材料,，極板間襯物多為無機(jī)材料，如空氣,、玻璃,、陶瓷、石英等,；因此可以在高溫,、低溫強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)輻射下長(zhǎng)期工作,，尤其是解決高溫高壓環(huán)境下的檢測(cè)難題,。
    IFM電容傳感器也屬于具有開關(guān)量輸出的位置傳感器，是一種接近式開關(guān),。它的測(cè)量頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板,，而另一個(gè)極板是待測(cè)物體的本身。當(dāng)物體移向接近開關(guān)時(shí),，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化,，使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化,。由此，便可控制開關(guān)的接通和關(guān)斷,。
    IFM電容式傳感器與電阻式、電感式等傳感器相比有如下一些優(yōu)點(diǎn)：
    (1)高阻抗,、小功率,因而所需的輸入力很小,，輸人能量也很低。電容式傳感器因帶電極板 間靜電引力極小(約幾個(gè)10-5 N),，因此所需輸入能量極小,，所以特別適宜用來解決輸入能量低的 測(cè)量問題，例如測(cè)量極低的壓力,、力和很小的加速度,、位移等，可以做得很靈敏,分辨力非常髙,，能 感受0.001μm甚至更小的位移,。
    (2)溫度穩(wěn)定性好。傳感器的電容值一般與電極材料無關(guān),，有利于選擇溫度系數(shù)低的材料,， 又因本身發(fā)熱極小，對(duì)穩(wěn)定性影響甚微,。
    (3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，適應(yīng)性強(qiáng)，待測(cè)體是導(dǎo)體或半導(dǎo)體均可,可在惡劣環(huán)境中工作,。電容式傳感 器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造,可做得非常小巧,，以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測(cè)量;能工作在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng) 磁場(chǎng)等惡劣的環(huán)境中,，也能對(duì)帶有磁性的工件進(jìn)行測(cè)量,。
    (4)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。由于極板間的靜電引力很小,，可動(dòng)部分做得很小很薄,，因此其固有頻率很 高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短,，能在幾兆赫的頻率下工作,，特別適合動(dòng)態(tài)測(cè)量，如測(cè)量振動(dòng),、瞬時(shí)壓力等,。
    (5)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，具有平均效應(yīng),。例如非接觸測(cè)量回轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)或偏心,、小型滾珠 軸承的徑向間隙等,。當(dāng)采用非接觸測(cè)量時(shí),電容式傳感器具有平均效應(yīng)，可以減小工作表面粗糙 等對(duì)測(cè)量的影響,。
    IFM電容式傳感器存在的不足之處如下：
    (1)輸出阻抗高,，負(fù)載能力差。
    (2)寄生電容影響大,。
    IFM電容式傳感器的初始電容量很小,而傳感器的引線電纜電容(lm~2m導(dǎo)線可達(dá)800 pF),、測(cè) 量電路的雜散電容以及傳感器極板與其周圍導(dǎo)體構(gòu)成的電容等“寄生電容”卻較大，這一方面降 低了傳感器的靈敏度;另一方面這些電容(如電纜電容)常常是隨機(jī)變化的,，將使傳感器工作不穩(wěn) 定,，影響測(cè)量精度,，其變化量甚至超過被測(cè)量引起的電容變化量,，致使傳感器無法工作。因此對(duì) 電纜的選擇,、安裝,、接法都要有要求。
    為減小電纜分布電容影響,，可將電子線 路的前級(jí)裝在離傳感器敏感部分很近的地 方,，或采用所謂“雙層屏蔽等電位傳輸技術(shù)”，
    又稱“驅(qū)動(dòng)電纜”技術(shù),。這種方法的基本思路 是:連接電纜采用內(nèi)外雙層屏蔽,，使內(nèi)屏蔽層 與被屏蔽的導(dǎo)線電位相同，因而兩者之間沒 有容性電流存在,，這樣使引線與內(nèi)屏蔽之間 的電纜電容不起作用,，外屏蔽仍被接地而對(duì) 外界電場(chǎng)起屏蔽作用，其原理如圖5 - 15所 示,。外屏蔽接地后,，對(duì)地之間電容將成為1:1放大器的負(fù)載，它也與電容式傳感器的電 容無關(guān),。這樣無論電纜形狀和位置如何變化,，都不會(huì)對(duì)傳感器的工作產(chǎn)生影響。
    IFM電容式傳感器兩點(diǎn)注意：
    工作頻率等于或接近諧振頻率時(shí),，諧振頻率破壞了電容的正常作用,。因此，工作頻率應(yīng)該先擇低于諧振頻率,。
    IFM電容式傳感器的有效電容除與位移有關(guān)外,，還與角頻率有關(guān)。因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須與標(biāo)定的條件（ω）相同,。
    IFM電容傳感器的特點(diǎn)：電容量小,，變化更小（PF級(jí)）,。理論上,，交流電橋可作為IFM電容傳感器的測(cè)量電路，但由于電容及變化太小,，不易實(shí)現(xiàn),。包括（1）調(diào)頻電路（2）運(yùn)算放大器式電路（3）二極管雙T形交流電橋（4）脈沖寬度調(diào)制電路
    調(diào)頻電路
    IFM電容式傳感器使用注意一：
    （1）轉(zhuǎn)換電路生成頻率信號(hào)，可遠(yuǎn)距離傳輸不受干擾,。
    （2）具有較高的靈敏度，可以測(cè)量高至0.01μm級(jí)位移變化量,。
    （3）但非線性較差,，可通過鑒頻器（頻壓轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)后，進(jìn)行補(bǔ)償,。
    IFM電容式傳感器使用注意二：
    （1）解決了單個(gè)變極板間距離式IFM電容傳感器的非線性問題
    （2）要求Zi及放大倍數(shù)足夠大
    （3）為保證儀器精度,，還要求電源電壓的幅值和固定電容穩(wěn)定
    （4）由于Cx變化小，所以該電路實(shí)現(xiàn)起來困難
    （5）輸入阻抗高（避免泄漏）,、放大倍數(shù)大（接近理想放大器）
    IFM電容式傳感器, 塑料外殼, ? 34 mm, DC PNP, 增強(qiáng)的抗電磁干擾度, 接插件, 感應(yīng)距離 20 mm [nf] 可設(shè)定
    工作電壓: 10...36 V DC
    電氣設(shè)計(jì): DC PNP
    輸出功能: 常閉
    電流負(fù)載: 250 mA
    長(zhǎng)度: 93 mm
    安裝: 非齊平安裝
    感應(yīng)距離: 20, 可設(shè)定 mm
    開關(guān)頻率: 40 Hz
    接口: M12接插件
    外殼材料: PBT
    環(huán)境溫度: -25...70 °C
    外殼防護(hù)等級(jí): IP 65
    開關(guān)狀態(tài)顯示: LED 黃色
    附件(單獨(dú)訂購(gòu)): 插座, 安裝附件
    產(chǎn)品: 易福門或同價(jià)值的
    型號(hào): KB5096
    KB5096 - 改型品種~~
    IFM電容式傳感器詳細(xì)參數(shù)
    塑料外殼  34 mm
    接插件
    增強(qiáng)的抗電磁干擾度
    感應(yīng)距離 20 mm; 可設(shè)定; [nf] 非齊平安裝
    電氣數(shù)據(jù)
    電氣設(shè)計(jì)   DC PNP
    工作電壓 [V]  10...36 DC
    電流損耗 [mA]  < 13 (24 V)
    防護(hù)等級(jí)   II
    反相保護(hù)   是
    輸出
    輸出功能   常閉
    電壓降 [V]  < 2.5
    電流負(fù)載 [mA]  250
    短路保護(hù)   脈沖
    過載保護(hù)   是
    開關(guān)頻率 [Hz]  40
    監(jiān)控范圍
    感應(yīng)距離 [mm]  20, 可設(shè)定
    實(shí)際感應(yīng)距離 (Sr) [mm]  20 ± 10 %
    工作距離 [mm]  0...16.2
    精度/偏差
    修正系數(shù)   水=1 / 玻璃約0.4 / 陶瓷約0.2 / PVC約0.2
    遲滯 [Sr的百分比]  3...15
    開關(guān)點(diǎn)偏移 [Sr的百分比]  -15...15
    環(huán)境條件
    環(huán)境溫度 [°C]  -25...70
    外殼防護(hù)等級(jí)   IP 65
    認(rèn)證/測(cè)試
    EMC電磁兼容   EN 60947-5-2
    MTTF [年]  778
    機(jī)械技術(shù)數(shù)據(jù)
    安裝   非齊平安裝
    外殼材料   PBT
    重量 [kg]  0.168
    顯示器/操作件
    開關(guān)狀態(tài)顯示 LED  黃色
    電氣連接
    接口   M12接插件
    IFM電容式傳感器與電阻式,、電感式傳感器的區(qū)別