电容式传感器原理及应用分析

时间：2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：以电容器作为敏感元件，将被测非电量变化转化为电容量变化。以平行板电容器为例，其由绝缘介质分开的两个平行金属板组成，电容量与真空介电常数ε0、极板间介质相对介电常数εr、极板有效面积A及两极板间的距离δ有关，即对于参数井的常规测井,渗透率的计算,其他方法较难确定。δ、A、εr中任一发生变化时，引起电容量变化，测量电路转为电量输出。

电容式传感器原理及应用分析

以电容器作为敏感元件，将被测非电量变化转化为电容量变化。以平行板电容器为例，其由绝缘介质分开的两个平行金属板组成，电容量与真空介电常数ε₀、极板间介质相对介电常数ε_r、极板有效面积A及两极板间的距离δ有关，即

式中 C——电容器的电容量；

ε₀——真空介电常数，8.854×10^-12F·m^-1。

δ、A、ε_r中任一发生变化时，引起电容量变化，测量电路转为电量输出。

1.特性

结构简单，适应性强；动态响应好；分辨率高；温度稳定性好；可实现非接触测量、具有平均效应。但其输出阻抗高、带负载能力差，输出特性非线性。

2.选用

（1）CBT30金属圆柱形接近开关可检测金属、塑料、液体等；有浪涌、逆极性和短路保护；电位器方便调节灵敏度；金属外壳，坚固耐用。其外形见图6-30，结构尺寸见图6-31，电气接线见图6-32，型号见表6-22，技术指标见表6-23。

图6-30 传感器的外形（12）

图6-31 传感器的结构尺寸（9）

图6-32 传感器电气接线

表6-22 CBT30金属圆柱形接近开关型号

表6-23 CBT30金属圆柱形接近开关技术指标

（2）CPSKX方形系列接近开关其超薄设计便于安装狭小空间；有浪涌、逆极性、过载和短路保护；通过非金属墙壁或容器间接检测容器内物体；电位器方便调节灵敏度；耐酸碱，耐腐蚀。其外形见图6-33，结构尺寸见图6-34，电气接线见图6-35，型号见表6-24，技术指标见表6-25。

图6-33 传感器的外形（13）

图6-34 传感器的结构尺寸（10）

图6-35 传感器电气接线

表6-24 CPSKX方形系列接近开关型号

表6-25 CPSKX方形系列接近开关技术指标

（3）UCD-628系列射频电容液位变送器用于化工、食品、制药、污水处理、锅炉汽包等的液位测量。其结构紧凑，安装维护简单，外形尺寸统一；输出多种信号；聚四氟乙烯探极，耐酸、碱性液体及高温；浸入液体测量部分，只有一根四氟软线或四氟棒式探极作为传感元件，可靠性很高；全密封铝合金外壳及不锈钢连接件；对高温压力容器与测量常温常压同样简单，测量值不受被测液体温度、比重及容器形状、压力影响；非隔离两线制、三线制及测量、输出、电源三端隔离四线制电路结构方式，自带隔离器，适应不同信号接地方式；过电流、过电压、电源极性保护。其外形见图6-36，结构尺寸见图6-37，安装方法见图6-38，技术指标见表6-26。

图6-36 传感器的外形（14）

图6-37 传感器的结构尺寸（11）

图6-38 传感器安装方法

表6-26 UCD—628系列射频电容液位变送器技术指标(www.xing528.com)

（续）

（4）SHFK—628系列智能射频电容物位开关它克服了传统测量方式对报警精度的影响，调校简单、可靠性高，广泛用于石油、化工、冶金、食品、制药等行业。采用数据存储技术，掉电参数不丢失；全密封，无任何机械运动部件和调整电位器；采用射频电容、导纳测量及微控制器技术，几乎可检测所有物料；对任何物料无须调整灵敏度，保证测量精度；克服探头上黏附层及物料喷溅对测量的影响；按动两次设定键可完成报警点设置；上限和下限报警方式灵活设置；TEFLON保护探极，耐温260℃，压力10.5MPa。其外形见图6-39，结构尺寸见图6-40，技术指标见表6-27。