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圓筒形電容器原理進行工作的,電容器由兩(liǎng)個絕(jué)緣的同軸圓柱板內電和外電組成(chéng),在兩筒(tǒng)之間充以介電常數為ε的電解(jiě)質(zhì)時,兩圓(yuán)筒間的電容量為
式中L為兩筒(tǒng)相(xiàng)互重合部分的長度;D為外筒電的直徑;d為內筒電的直徑;e為中間介質的電介常數。在實際測(cè)量中D、d、e是基本不變的,故測得C即可知道液(yè)位的高低,這也是電容式傳感器具有使用方便,結構簡單和靈敏(mǐn)度高,價格便宜等特點的原因之一。
電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件,由於被測量變化將導致(zhì)電(diàn)容器電容量(liàng)變化,通過測量(liàng)電(diàn)路,可把電容量的變化轉換為電信號輸(shū)出。測知電信號的大小,可判斷(duàn)被測量(liàng)的大小(xiǎo)。這就是電容式傳感器的基本工作原理。電容式(shì)傳感器(qì)的優點,因其帶電板間的靜電(diàn)引力很小,所需輸入力(lì)和輸入(rù)能量小(xiǎo),因而(ér)可(kě)測低的壓(yā)力、力和很小的加速度、位移等,可(kě)以做得很靈敏,分辨(biàn)力高,能感應0.01μm甚至更小的位移。由於其空氣等介質損耗小,采用差動結(jié)構並(bìng)接成電橋式時(shí)產生(shēng)的零殘小,因此(cǐ)允許電路進行高倍(bèi)率放大,使儀器具有很(hěn)高的靈敏度。
1)溫度穩定性好
電容式傳(chuán)感器的電容值一般與電材料無關,這(zhè)有(yǒu)利於選擇溫度係數低的材料(liào),又(yòu)因本身(shēn)發熱小,影響穩定性(xìng)甚(shèn)微。而電阻傳感器有銅(tóng)損,易發(fā)熱產生零漂。
2)結構簡單
電容式傳感器結構(gòu)簡單,易於(yú)製造和保證高的精度,可以(yǐ)做得非常小巧,以實現某些特殊(shū)的測量;能工作在高溫,強輻射及強磁場等惡劣的(de)環境中,可以承受很大的溫度變化,承受高壓力,高衝擊,過載等;能測量超高溫(wēn)和低壓差,也能對(duì)帶磁工作(zuò)進行測量。
3)動態(tài)響應好
電容式傳感器由於帶電板間的靜(jìng)電引力很小(約(yuē)幾個10^(-5)N),需(xū)要的作用能量小(xiǎo),又由於它的可動部分可以做得(dé)很小很(hěn)薄,即質量很輕,因此其固有頻率很高,動態響(xiǎng)應時間短,能在幾兆(zhào)赫茲(zī)的頻率下工作,特別適用於動態測(cè)量。又由於其介(jiè)質損耗小可以(yǐ)用(yòng)較高(gāo)頻率供電,因此係統工作頻率高。它可用於測量高速變化的參數。
4)可以非接觸測量且靈敏度高
可非接觸測量回轉軸的振動或偏心率、小型滾珠軸承的徑向間隙等。當采用非接觸測量時,電容式傳感器具(jù)有(yǒu)平均(jun1)效應,可以減小工件(jiàn)表麵粗(cū)糙度等對測量的影響。
電容式液位計現場調校:
1、零點調校
在變送器安裝完畢(bì)後(hòu),將(jiāng)信(xìn)號回路串入電流表,液位處於測量的較低位置時,調整“零點調節”電位器(在電路板標有“W1”,)如圖,使信號輸出4mA,(順時針調節零點升高,反時針調節零點減小(xiǎo))。
2、量程調校
液位上升至較高測量點時,變送器輸出應為20mA,如有偏差,可調整“量程(chéng)調(diào)節”電位器(qì)(電路板標有“W2”,)如圖,順時針調節輸出增大,反時針調節輸出減小,但應注(zhù)意量程(chéng)調整後會影響零點,所以每次調整量(liàng)程電(diàn)位器後必須重新校正零點,而量程(chéng)電位一旦確定後,零(líng)點(diǎn)的校正不會影響量程。因此(cǐ),變送器在出廠時,已(yǐ)將“量程(chéng)調節”電位器校準在用戶要求的(de)量程,安裝時隻需校正零點(diǎn)即可。
零點與量程的調整必(bì)須在變送(sòng)器通電15分鍾電路工作穩定(dìng)後(hòu)進行,且盡量接近正常工作時的溫度,壓力等條件。
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