電(diàn)容式傳感器也常常被人們(men)稱為電容式物位計,電容式物(wù)位計的電容檢測元件是根據圓筒(tǒng)形電(diàn)容器原理進行工作的,電容器由兩個絕緣(yuán)的同軸圓柱(zhù)板內電和外(wài)電組成,在兩筒之間充以介電常數為ε的電解質時,兩圓(yuán)筒間的電容量為
式中(zhōng)L為(wéi)兩筒相互重合部分的長度;D為外筒電的直徑;d為內筒電的直徑;e為(wéi)中間介質的(de)電(diàn)介(jiè)常數。在實(shí)際測量中D、d、e是(shì)基本不變的(de),故測得C即可知(zhī)道液位的高低,這也是電容式傳感器具有使用方便,結構簡單和靈敏度高(gāo),價格便宜等特點的原因之一。
電容式傳感(gǎn)器(qì)是以各種類型的電容器作為傳感元件(jiàn),由於被(bèi)測量變(biàn)化(huà)將導致電容器電容量變化(huà),通過(guò)測量電路(lù),可把電(diàn)容(róng)量的變化轉換為電信號輸出。測(cè)知電信號的(de)大小,可判斷被測量的大小。這就是電容式傳感器的基本工(gōng)作原理。電容(róng)式傳感器的優點,因其帶電板間的靜(jìng)電引力(lì)很小,所(suǒ)需輸入力和輸入能量小,因而可測低的壓力(lì)、力(lì)和很小的加速度、位移等,可以做(zuò)得很靈敏,分辨力(lì)高,能感應0.01μm甚(shèn)至更小(xiǎo)的(de)位移。由於其空氣等介質損耗(hào)小(xiǎo),采用(yòng)差動結構並接成電橋式時產生的零殘小,因此允許電路進行高倍率放大,使儀器具(jù)有很(hěn)高的靈敏度。
1)溫度穩定性好
電容式傳感器的電容(róng)值一般與電材料(liào)無關,這有利於選擇溫度(dù)係(xì)數低的材料,又(yòu)因本身發熱小,影響穩(wěn)定性甚(shèn)微。而(ér)電阻(zǔ)傳感器有銅損,易發熱產生零漂。
2)結構簡單
電容式傳感器結構簡單,易於製造和保證高的精度,可以做得非常小巧,以實現某些特殊的(de)測量;能工作在高溫,強輻射及強磁場等惡劣的環境中,可以承受很大的溫度變化,承受高壓力,高衝擊(jī),過載等;能測量超高溫和低壓差,也能對帶磁(cí)工作進行測量。
3)動態響(xiǎng)應好
電容式傳感器由於帶電板間的靜電引力很小(約(yuē)幾個10^(-5)N),需(xū)要的作用能量小,又由於它的可動部分可以做得很小很薄,即質量很輕,因此其固有頻率很高(gāo),動態(tài)響應時間短(duǎn),能在幾兆赫茲的(de)頻率下工作,特別適用於動態測量。又由於其介質損耗(hào)小(xiǎo)可以用較高頻率供電,因此係統工作頻(pín)率高。它可(kě)用於測(cè)量高速變化的(de)參數。
4)可以(yǐ)非接觸測量且靈(líng)敏(mǐn)度高
可非接觸測量回轉(zhuǎn)軸的振動或偏心率、小型滾珠軸承的徑向間隙等。當采(cǎi)用非接觸測量(liàng)時,電容式傳感器具有平均效應,可(kě)以減小工(gōng)件表麵粗糙度等對測量的影響。
電容式液位計現場調校:
1、零點調校(xiào)
在變送器安裝完畢後,將(jiāng)信(xìn)號回路串入電流表,液位處於測量的較(jiào)低(dī)位置時,調整“零點調節”電位器(在電路板標有“W1”,)如圖,使信(xìn)號輸出4mA,(順時針調節零點升高(gāo),反時針調節零點減小)。
2、量程(chéng)調校
液位上升至較高測量點時(shí),變送器輸出應為20mA,如有偏差,可調整“量程調節”電位器(電路板標有“W2”,)如圖,順時針調節輸出增大,反時針調節輸出(chū)減小,但應注意量程調整後會影(yǐng)響零點,所以每次調整量程電位器後必須重新校正零點,而量程(chéng)電位一旦確定後,零點(diǎn)的校(xiào)正不會影響量程。因此,變送器(qì)在出廠時,已將“量程(chéng)調節”電位器校準在用戶要求的量程,安裝時隻需校正零點即可。
零點與量程的調整必須在變送器通電15分鍾電路工作(zuò)穩定後進行,且盡量接近(jìn)正常工作時的溫度,壓力等條件。
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