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東莞市廣聯(lián)自動(dòng)化科技有限公司
主營(yíng)產(chǎn)品： HYDAC壓力開關(guān),BURKERT電磁閥,WAUKEE流量計(jì),ATOS油泵,德國(guó)REXROTH電磁換向閥,，BERNSTEIN傳感器 |
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2024-10-21 閱讀(301)
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德國(guó)JUMO傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件,，將被測(cè)物理量或機(jī)械量轉(zhuǎn)換成為電容變化量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置,，實(shí)際上就是一個(gè)具
有可變參數(shù)的電容器。電容式傳感器廣泛用于位移,、角度,、振動(dòng)、速度,、壓力,、成分分析、介質(zhì)特性等方面的測(cè)量,。的是平行板型電容器或圓筒型電容器,。
1)傳感器的電容值一般與電極材料無(wú)關(guān)，這有利于選擇溫度系數(shù)低的材料,，又因本身發(fā)熱極小,，影響穩(wěn)定性甚微,。而電阻傳感器有
銅損，易發(fā)熱產(chǎn)生零漂,。
2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，易于制造和保證高的精度，可以做得非常小巧,，以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測(cè)量,；能工作在高溫，強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場(chǎng)等惡劣
的環(huán)境中,，可以承受很大的溫度變化,，承受高壓力，高沖擊,，過(guò)載等,；能測(cè)量超高溫和低壓差，也能對(duì)帶磁工作進(jìn)行測(cè)量,。
3)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好
傳感器由于帶電極板間的靜電引力很小(約幾個(gè)10^(-5)N),，需要的作用能量極小，又由于它的可動(dòng)部分可以做得很小很薄,，即質(zhì)量
很輕,，因此其固有頻率很高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短,，能在幾兆赫茲的頻率下工作,，特別適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。又由于其介質(zhì)損耗小可以用較高頻率供
電,，因此系統(tǒng)工作頻率高,。它可用于測(cè)量高速變化的參數(shù)。
4)可以非接觸測(cè)量且靈敏度高
可非接觸測(cè)量回轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)或偏心率,、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),，可以減小工件表
面粗糙度等對(duì)測(cè)量的影響,。
JUMO傳感器除了上述的優(yōu)點(diǎn)外，還因其帶電極板間的靜電引力很小,，所需輸入力和輸入能量極小,，因而可測(cè)極低的壓力、力和很小的加
速度,、位移等,，可以做得很靈敏，分辨力高,，能感應(yīng)0.01μm甚至更小的位移,。由于其空氣等介質(zhì)損耗小,，采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)并接成電橋式時(shí)產(chǎn)生的
零殘極小，因此允許電路進(jìn)行高倍率放大,，使儀器具有很高的靈敏度,。
是一種將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，體積小,，分辨率高，具有平均效應(yīng),，測(cè)量精度高,，可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)
量，并能在高溫,、輻射和強(qiáng)烈振動(dòng)等惡劣條件下工作,，廣泛應(yīng)用于壓力、差壓,、液位,、振動(dòng)、位移,、加速度、成分含量等方面的測(cè)量,。
傳感器成一個(gè)電容器,，若忽略其邊緣效應(yīng)，其電容量為
式中,，ε為電容極板間介質(zhì)的介質(zhì)參數(shù),，ε=ε0εr,其中ε0 真空介電參數(shù)，εr為極板間介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù),；S為兩平板所覆蓋的面
積,；d為兩平行板之間的距離。
由式中可見,，當(dāng)S,d,和ε中任一參數(shù)發(fā)生變化時(shí),，電容量C也隨之發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電路就可以轉(zhuǎn)換為電量輸出,。因此,，電容式傳感器可
分為變極距型、變面積型和變介電常數(shù)型3種,。
久茂傳感器分為可動(dòng)極板,，一般稱為動(dòng)片和固定極板，當(dāng)動(dòng)片因被測(cè)量變化引起移動(dòng)時(shí),，就改變了兩極板間的距離d,，從而使電容量發(fā)生
變化,。設(shè)初始極距為d，則
若電容器極板距離由初始值d縮小Δd不是線性關(guān)系,。但是,，若時(shí)。則式可以簡(jiǎn)化為
此時(shí),，C與Δd近似為線性關(guān)系,，所以變極距型電容式傳感器只有在Δd/d很小時(shí)，才有近似的線性關(guān)系,，一般最大位移應(yīng)小于間距的1/10,。
在實(shí)際應(yīng)用中，為了改善非線性,、提高靈敏度和減少外界干擾的影響,，電容傳感器常做成差動(dòng)形式。
變面積型電容傳感器
被測(cè)量變化導(dǎo)致動(dòng)極板移動(dòng),，引起兩極板間有效覆蓋面積S的變化,，從而得到電容量的變化。當(dāng)動(dòng)極板相對(duì)于定極板沿著長(zhǎng)度方向平移Δx
時(shí),，其電容變化量化為
式中,，C0=ε0εrba/d,為初始電容；a為極板長(zhǎng)度,；b為極板寬度,；Δx為極板水平位移?？梢姦與Δx間成線性關(guān)系,。
當(dāng)動(dòng)極板有一個(gè)角位移θ時(shí)，與定極板間有效覆蓋面積發(fā)生變化,，從而改變了兩極板間的電容量,。當(dāng)θ=0時(shí)有
式中，εr為介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù),；d0為兩極板間的距離,；S0為兩極板間初始覆蓋面積。
傳感器電容量C與角位移θ間成線性關(guān)系,。
變介電常數(shù)型電容傳感器
JUMO傳感器的介電常數(shù)為ε1,，液面高度為h，傳感器總高度為H,，內(nèi)筒外徑為d,，外筒內(nèi)徑為D，此時(shí)電容值為
