电容传感器_小屁_新浪博客

 

用电测法测量非电学量时,首先必须将被测的非电学量转换为电学量而后输入之。通常把非电学量变换成电学量的元件称为变换器;根据不同非电学量的特点设计成的有关转换称为传感器,而被测的力学量(如位移、力、速度等)转换成电容变化的传感器称为电容传感器。
  从能量转换的角度而言,电容变换器为无源变换器,需要将所测的力学量转换成电压或电流后进行放大和处理。力学量中的线位移、、、、、拉伸、压缩、膨胀、变形等无不与长度有着密切联系的量;这些量又都是通过长度或者长度比值进行测量的量,而其测量方法的相互关系也很密切。另外,在有些条件下,这些力学量变化相当缓慢,而且变化范围极小,如果要求测量极小距离或位移时要有较高的分辨率,其他传感器很难做到实现高分辨率要求,在精密测量中所普遍使用的差动变压器传感器的分辨率仅达到1~5 μm数量级;而有一种电容测微仪,他的分辨率为0.01 μm,比前者提高了两个数量级,{zd0}量程为100±5 μm,因此他在精密小位移测量中受到青睐。
  对于上述这些力学量,尤其是缓慢变化或微小量的测量,一般来说采用电容式传感器进行检测比较适宜,主要是这类传感器具有以下突出优点:
  (1)测量范围大其相对变化率可超过{bfb};
  (2)灵敏度高如用比率变压器电桥测量,相对变化量可达10-7数量级;
    (3)动态响应快因其可动质量小,固有频率高,高频特性既适宜动态测量,也可测量;
  (4)稳定性好由于电容器极板多为金属材料,极板间衬物多为无机材料,如空气、玻璃、陶瓷、石英等;因此可以在高温、低温强磁场、强辐射下长期工作,尤其是解决高温高压环境下的检测难题。

 

 

油液的污染形式通常是金属磨粒、氧化物、油泥、结碳、水分、沉淀物、燃油以及氢、氯、热、电、空气等造成的污染。油液污染后其物理或化学性能都会生变化,根据介电常数的变化,便可综合测定在用油的总体污染程度和质量。

FW-C1型电容式润滑油实时在线监测传感器
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本传感器采用电容式测量方法,可以在线准确测定润滑油的污染程度,包括氧化程度、含水量和其它机械化学杂质污染度,从而xx测定润滑油质量,判定是否需要更换润滑油,即可节约油料,又能预测设备故障,是设备润滑油管理中改变传统的按期换油,实现按质换油的关键部件。本传感器采用螺纹连接,体积小,重量轻,结构可靠,是理想的在线润滑油检测传感器,可普遍应用于各类大型动力机械,轴承,齿轮箱,泵机和汽轮机的润滑油检测质量实时检测中。该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连,实现数据存储,积算、传输和控制功能。

FWS-CⅡ型在线电容式水分检测传感器
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本传感器采用电容式测量方法,在线检测各种工作机械的液压、润滑系统介质的含水率,特别是外部水容易渗入机械内部的轧钢机、造纸机、汽轮 机、船舶机械。  监视循环油系统是否存在泄漏,如水冷却器等。  监视工作机械的密封元件是否损坏,引起外部水渗入。  监视环境空气湿度对润滑液压系统油品品质和含水率的影响。,从而xx测定润滑油质量,预测设备故障,是设备润滑油管理中的关键部件。本传感器采用螺纹连接,体积小,重量轻,结构可靠,测量精度高,工作稳定,具有较强的抗电磁干扰性能。封闭型不锈钢制外壳具有很好的防水防尘性能。可直接安装于工厂现场液压润滑管道上。是理想的在线水分检测传感器。
该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连,在线、连续、实时的检测各种低水分油品的含水率。直接显示,远程控制和报警。实现数据存储,积算、传输和控制功能。普遍应用于大中型机械联动机组的液压、润滑循环系统 例如:高线轧机和板带轧机润滑油系统、板带轧机和棒线轧机液压传动系统、汽轮发电机组润滑系统、造纸机组润滑系统、船舶机械润滑系统、燃料油库。粘度计,污染度,湿度计

 

 

工作原理

由物理学可知,在忽略边缘效应的情况下,平板电容器的电容量为

 

式中   

—真空的介电常数, =8.854×10-12F/m;

        ε—极板间介质的相对介电系数,在空气中,ε=1;

        S—极板的遮盖面积(m2);

        δ—两平行极板间的距离(m)。

    上式表明,当被测量δ、S或ε发生变化时,会引起电容的变化。如果保持其中的两个参数不变,而仅改变另一个参数,就可把该参数的变化变换为单一电容量的变化,再通过配套的测量电路,将电容的变化转换为电信号输出。根据电容器参数变化的特性,电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三种,其中极距变化型和面积变化型应用较广。

1.      极距变化型电容式传感器

极距变化型电容式传感器

传感器的灵敏度为 

 

 结论

从 可看出,灵敏度K与极距平方成反比,极距愈小,灵敏度

愈高。一般通过减小初始极距来提高灵敏度。由于电容量C与极距δ呈非线性关系,故这将引起非线性误差。为了减小这一误差,通常规定测量范围 。一般取极距变化范围为。此时,传感器的灵敏度近似为常数。实际应用中,为了提高传感器的灵敏度、增大线性工作范围和克服外界条件(如电源电压、环境温度等)的变化对测量精度的影响,常常采用差动型电容式传感器。

 

 

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