IFM電容式傳感器優(yōu)缺點

IFM電容式傳感器也常常被人們稱為電容式物位計,，電容式物位計的電容檢測元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進行工作的，電容器由兩個絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極組成,，在兩筒之間充以介電常數(shù)為e的電解質(zhì)時,，兩圓筒間的電容量為C=2∏eL/lnD/d,，式中L為兩筒相互重合部分的長度；D為外筒電極的直徑,；d為內(nèi)筒電極的直徑,；e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實際測量中D,、d,、e是基本不變的,，故測得C即可知道液位的高低，這也是電容式傳感器具有使用方便,，結(jié)構(gòu)簡單和靈敏度高,，價格便宜等特點的原因之一。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電容式傳感器優(yōu)缺點

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。
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,。
驅(qū)動電纜原理圖
驅(qū)動電纜原理圖
實驗證明：采用驅(qū)動電纜技術(shù),即使電容式傳感器電容較小,，在傳輸電纜長達10 m時，傳感 器仍能很好地工作,。
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,。
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)用時必須與標定的條件（ω）相同,。

IFM電容式傳感器優(yōu)缺點