정전용량 센서작동 방식
정전 용량 센서는 다양한 유형의 커패시터를 감지 요소로 사용합니다. 측정된 값의 변화로 인해 커패시터의 커패시턴스가 변경됩니다. 측정 회로를 통해 정전 용량의 변화는 전기 신호 출력으로 변환될 수 있습니다. 전기 신호의 크기를 측정함으로써 측정 된 크기를 판단 할 수 있습니다. 이것은 정전 용량 센서의 기본 작동 원칙입니다.
정전 용량 센서의 장점
1. 좋은 온도 안정성
정전 용량 센서의 정전 용량 값은 일반적으로 저온 계수를 가진 재료의 선택에 도움이되는 전극 재료와 독립적이며, 매우 작은 열 발생으로 인해 안정성은 거의 영향을받지 않습니다. 저항 센서는 구리 손실이 있어 열 발생으로 인해 0드리프트를 생성하기 쉽습니다.
2. 간단한 구조
정전 용량 센서는 간단한 구조를 가지며 제조가 용이하며 높은 정확도를 보장하며 몇 가지 특별한 측정을 달성하기 위해 매우 작게 만들 수 있습니다. 고온, 강한 방사선 및 강한 자기장과 같은 열악한 환경에서 작동할 수 있으며, 큰 온도를 견딜 수 있으며, 고압, 고충격, 과부하 등을 견딜 수 있습니다. 초고온 및 저압 차이를 측정할 수 있으며 자기 작동도 측정할 수 있습니다.
3. 좋은 동적 응답
전극 플레이트 (약 10^(-5)N) 사이의 작은 정전기 어트랙션으로 인해 정전 용량 센서는 에너지가 거의 필요하지 않으며, 이동식 부품은 매우 작고 얇아질 수 있기 때문에 질량은 매우 가볍기 때문에 자연 주파수가 높기 때문에 동적 응답 시간이 짧고 여러 메가 헤르츠의 주파수에서 작동 할 수 있습니다. 이는 동적 측정에 특히 적합합니다. 그리고 작은 유전체 손실로 인해 더 높은 주파수로 구동 할 수 있으므로 시스템은 고주파에서 작동합니다. 빠르게 변화하는 매개 변수를 측정하는 데 사용할 수 있습니다.
4. 비접촉 측정 및 고감도
회전 축의 진동 또는 편심의 비접촉 측정, 작은 볼 베어링의 방사형 클리어런스 등 비접촉 측정을 사용하는 경우 정전 용량 센서는 평균 효과가 있어 측정에 대한 작업피스의 표면 거칠기의 영향을 줄일 수 있습니다.
위의 장점 외에도 정전 용량 센서는 매우 낮은 압력, 힘 및 작은 가속, 변위 등을 측정할 수 있습니다. 그것은 매우 민감한 만들 수 있습니다., 높은 해상도, 0.01μm 또는 더 작은의 변위를 감지할 수 있습니다. 공기와 같은 매체의 작은 손실로 인해, 교량 유형으로 차동 구조가 연결될 때 발생하는 제로 잔류는 매우 작기 때문에 회로는 높은 배율 증폭을 수행할 수 있으므로 계측기가 높은 감도를 갖는다.
정전 용량 센서의 단점
1. 고출력 임피던스와 열악한 부하 용량.
전극 판의 기하학적 크기에 의해 제한되는 정전 용량 센서의 종류에 관계없이, 그 정전 용량은 매우 작고, 일반적으로 수십 ~ 수백 개의 피코파라드(pF)이므로 정전 용량 센서의 출력 임피던스는 매우 높고 최대 ~Ω. 높은 출력 임피던스로 인해 출력 전력이 작고, 부하 용량이 좋지 않으며, 외부 간섭및 불안정의 영향을 쉽게 받고 있으며, 심한 경우에는 작업할 수 없습니다.
2. 기생 정전 용량은 큰 영향을 미칩니다.
정전용량 센서의 초기 정전 용량은 매우 작으며, 센서와 전자 회로를 연결하는 리드 케이블의 정전 용량, 전자 회로의 길 잃은 정전 용량 및 정전용량 플레이트 및 주변 도체에 의해 형성된 정전용량은 상대적으로 크다. 기생 정전 용량의 존재는 측정 감도를 감소시킬 뿐만 아니라 비선형 출력을 유발합니다. 기생 정전 용량이 임의로 변경되기 때문에 센서는 불안정한 작동 상태에 있어 측정 정확도에 영향을 미칩니다.