电容式传感器是一种利用电场变化来测量各种物理量的装置,其工作原理基于电容器电容量的变化,这种变化可以由电极间距、电极面积或电极间介质的介电常数变化引起。当这些参数发生变化时,电容器的电容量会随之改变,通过测量电路可将这种电容量的变化转换为电信号输出,从而实现对被测量的测量。
1、温度稳定性好:电容值一般与电极材料无关,利于选择温度系数低的材料,且本身发热极小,影响稳定性甚微。相比之下,电阻传感器有电阻,供电后易产生热量;电感式传感器存在铜损、磁滞和涡流损耗等,易发热产生零漂。
2、结构简单:构造简易,易于制造,能保证较高精度,可做得小巧,用于特殊测量。能在高温、强辐射及强磁场等恶劣环境中工作,承受大温度变化、高压力、高冲击、过载等,还可测量超高温、低压差及带磁工作。
3、动态响应好:带电极板间静电引力极小,所需作用能量少,可动部分可做得轻薄,质量轻,固有频率高,动态响应时间短,能在几兆赫兹频率下工作,适用于动态测量。介质损耗小,可用较高频率供电,系统工作频率高,可测高速变化参数。
4、可实现非接触测量且灵敏度高:能非接触测量回转轴振动、偏心率,小型滚珠轴承径向间隙等,测量时具有平均效应,可减小工件表面粗糙度影响。还能测极低压力、力和小加速度、位移等,分辨力高,可感应0.01μm甚至更小位移,采用差动结构并接成电桥式时零残极小,允许电路高倍率放大,仪器灵敏度高。