德國(guó)Leuze勞易測(cè)電容傳感器的工作原理描述

      先帶大家了解下Leuze勞易測(cè)電容傳感器,，Leuze勞易測(cè)電容傳感器是指將被測(cè)量（如尺寸,、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種傳感器。實(shí)際上,，它本身（或和被測(cè)物體）就是一個(gè)可變電容器。

接下為大家詳細(xì)述德國(guó)Leuze勞易測(cè)電容傳感器的工作原理

       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(chēng)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(chēng)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(chēng)為電容傳感器,。

    從能量轉(zhuǎn)換的角度而言,，電容變換器為無(wú)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(wú)不與長(zhǎng)度有著密切聯(lián)系的量,；這些量又都是通過(guò)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),，最大量程為100±5 μm,，因此他在精密小位移測(cè)量中受到青睞,。

由物理學(xué)知識(shí)可知，在忽略邊緣效應(yīng)的情況下,，平板電容器的電容量為

式中,，——真空的介電常數(shù)，=,；

ε——極板間介質(zhì)的相對(duì)介電系數(shù),，在空氣中，ε=1,；

A——極板的重合面積,，m²；

δ——兩平行極板間的距離,，m,。

德國(guó)Leuze勞易測(cè)電容傳感器的工作原理描述

上式表明，當(dāng)被測(cè)量δ,，A或ε發(fā)生變化時(shí),，都會(huì)引起電容的變化。如果保持其中的兩個(gè)參數(shù)不變,，僅改變另一個(gè)參數(shù),，就可以把該參數(shù)的變化變換為單一電容量的變化，再通過(guò)配套的測(cè)量電路,，將電容的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出,。根據(jù)電容器參數(shù)變化的特性，電容式傳感器可分為極距變化型,、面積變化型和介質(zhì)變化型三種,，其中極距變化型和面積變化型的應(yīng)用較廣泛。

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(lái)說(shuō)采用電容式傳感器進(jìn)行檢測(cè)比較適宜，主要是這類(lèi)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(guò)*,；

(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(wú)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,。