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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)點是結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,，靈敏度高,，零磁滯,，真空兼容，過載能力強，動態(tài)響應(yīng)特性好和對高溫,、輻射、強振等惡劣條件的適應(yīng)性強等,。缺點是輸出有非線性,，寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯(lián)接電路較復(fù)雜等,。
    IFM電容傳感器介紹：用電測法測量非電學(xué)量時,，首先必須將被測的非電學(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)量的特點設(shè)計成的有關(guān)轉(zhuǎn)換裝置稱為傳感器,，而被測的力學(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,，需要將所測的力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓或電流后進行放大和處理,。力學(xué)量中的線位移、角位移,、間隔,、距離、厚度,、拉伸,、壓縮、膨脹,、變形等無不與長度有著密切的量,；這些量又都是通過長度或者長度比值進行測量的量，而其測量方法的相互關(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,，如果要求測量極小距離或位移時要有較高的分辨率，其他傳感器很難做到實現(xiàn)高分辨率要求,，在精密測量中所普遍使用的差動變壓器傳感器的分辨率僅達到1～5 μm數(shù)量級,；而有一種電容測微儀，他的分辨率為0.01 μm,，比前者提高了兩個數(shù)量級,，zui大量程為100±5 μm，因此他在精密小位移測量中受到青睞。
    對于上述這些力學(xué)量,，尤其是緩慢變化或微小量的測量,，一般來說采用電容式傳感器進行檢測比較適宜，主要是這類傳感器具有以下突出優(yōu)點：(1)測量范圍大其相對變化率可超過100%,；(2)靈敏度高,，如用比率變壓器電橋測量，相對變化量可達10-7數(shù)量級,；(3)動態(tài)響應(yīng)快,，因其可動質(zhì)量小，固有頻率高,，高頻特性既適宜動態(tài)測量,，也可靜態(tài)測量；(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材料,，如空氣、玻璃,、陶瓷,、石英等；因此可以在高溫,、低溫強磁場,、強輻射下長期工作，尤其是解決高溫高壓環(huán)境下的檢測難題,。
    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)。它的測量頭通常是構(gòu)成電容器的一個極板,，而另一個極板是待測物體的本身,。當(dāng)物體移向接近開關(guān)時，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化,，使得和測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：
    (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 測量問題,，例如測量極低的壓力,、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,，對穩(wěn)定性影響甚微,。
    (3)結(jié)構(gòu)簡單,，適應(yīng)性強,，待測體是導(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)簡單,易于制造,可做得非常小巧,，以實現(xiàn)某些特殊的測量;能工作在高低溫,、強輻射及強 磁場等惡劣的環(huán)境中，也能對帶有磁性的工件進行測量,。
    (4)動態(tài)響應(yīng)好,。由于極板間的靜電引力很小，可動部分做得很小很薄,，因此其固有頻率很 高,，動態(tài)響應(yīng)時間短，能在幾兆赫的頻率下工作,，特別適合動態(tài)測量,，如測量振動、瞬時壓力等,。
    (5)可以實現(xiàn)非接觸測量,，具有平均效應(yīng)。例如非接觸測量回轉(zhuǎn)軸的振動或偏心,、小型滾珠 軸承的徑向間隙等,。當(dāng)采用非接觸測量時,電容式傳感器具有平均效應(yīng)，可以減小工作表面粗糙 等對測量的影響,。
    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800 pF),、測 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)常常是隨機變化的,，將使傳感器工作不穩(wěn) 定,，影響測量精度,，其變化量甚至超過被測量引起的電容變化量，致使傳感器無法工作,。因此對 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 外界電場起屏蔽作用,，其原理如圖5 - 15所 示,。外屏蔽接地后，對地之間電容將成為1:1放大器的負載,，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，都不會對傳感器的工作產(chǎn)生影響,。
    IFM電容式傳感器兩點注意：
    工作頻率等于或接近諧振頻率時,，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,，在實際應(yīng)用時必須與標(biāo)定的條件（ω）相同。
    IFM電容傳感器的特點：電容量小,，變化更?。≒F級）。理論上,，交流電橋可作為IFM電容傳感器的測量電路,，但由于電容及變化太小，不易實現(xiàn),。包括（1）調(diào)頻電路（2）運算放大器式電路（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,，可遠距離傳輸不受干擾。
    （2）具有較高的靈敏度,，可以測量高至0.01μm級位移變化量,。
    （3）但非線性較差,，可通過鑒頻器（頻壓轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)化為電壓信號后，進行補償,。
    IFM電容式傳感器使用注意二：
    （1）解決了單個變極板間距離式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: DC PNP
    輸出功能: 常閉
    電流負載: 250 mA
    長度: 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
    外殼防護等級: IP 65
    開關(guān)狀態(tài)顯示: LED 黃色
    附件(單獨訂購): 插座, 安裝附件
    產(chǎn)品: 易福門或同價值的
    型號: KB5096
    KB5096 - 改型品種~~
    IFM電容式傳感器詳細參數(shù)
    塑料外殼  34 mm
    接插件
    增強的抗電磁干擾度
    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   DC PNP
    工作電壓 [V]  10...36 DC
    電流損耗 [mA]  < 13 (24 V)
    防護等級   II
    反相保護   是
    輸出
    輸出功能   常閉
    電壓降 [V]  < 2.5
    電流負載 [mA]  250
    短路保護   脈沖
    過載保護   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
    外殼防護等級   IP 65
    認證/測試
    EMC電磁兼容   EN 60947-5-2
    MTTF [年]  778
    機械技術(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