基恩士(shi)傳(chuan)感器的優(you)點有哪些？

　　基恩士傳(chuan)感器(qi)(qi)是以(yi)各(ge)種類型(xing)的(de)電容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)作為(wei)傳(chuan)感元件，將被測(ce)物(wu)理量(liang)或機械量(liang)轉(zhuan)換(huan)成為(wei)電容(rong)(rong)(rong)變(bian)化量(liang)變(bian)化的(de)一種轉(zhuan)換(huan)裝置，實(shi)際上就是一個具有可變(bian)參數的(de)電容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)。電容(rong)(rong)(rong)式傳(chuan)感器(qi)(qi)廣泛用于位移、角度、振動、速度、壓力(li)、成分分析、介質(zhi)特性等方面的(de)測(ce)量(liang)。的(de)是平(ping)行(xing)板(ban)型(xing)電容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)或圓筒型(xing)電容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)。

　　1)基恩士傳(chuan)感(gan)器(qi)的電容值一般與(yu)電極(ji)材(cai)料無關，這有利于選擇(ze)溫度系數(shu)低的材(cai)料，又因(yin)本(ben)身發熱(re)極(ji)小，影(ying)響(xiang)穩定性甚微。而電阻傳(chuan)感(gan)器(qi)有銅損，易發熱(re)產生零漂(piao)。

　　2)結構簡單

　　基恩(en)士(shi)傳感器結(jie)構簡單，易于制(zhi)造和保證高(gao)(gao)的(de)精(jing)度，可以做得非(fei)常小巧，以實現某些特殊的(de)測量(liang)(liang)；能工作在高(gao)(gao)溫，強(qiang)輻射及強(qiang)磁場等(deng)惡劣的(de)環境中，可以承(cheng)受很(hen)大(da)的(de)溫度變化，承(cheng)受高(gao)(gao)壓(ya)(ya)力，高(gao)(gao)沖擊(ji)，過(guo)載等(deng)；能測量(liang)(liang)超高(gao)(gao)溫和低壓(ya)(ya)差，也能對帶磁工作進行測量(liang)(liang)。

　　3)動態響應好

　　基(ji)恩(en)士傳感器由于(yu)帶電(dian)極板間的(de)靜(jing)電(dian)引力很(hen)小(xiao)(約幾個10^(-5)N)，需要的(de)作(zuo)用(yong)能(neng)(neng)量(liang)極小(xiao)，又由于(yu)它的(de)可動(dong)部(bu)分可以做得(de)很(hen)小(xiao)很(hen)薄，即質量(liang)很(hen)輕，因(yin)此(ci)(ci)其固有頻(pin)(pin)(pin)率很(hen)高，動(dong)態(tai)響應(ying)時間短，能(neng)(neng)在(zai)幾兆赫(he)茲的(de)頻(pin)(pin)(pin)率下工(gong)作(zuo)，特別(bie)適用(yong)于(yu)動(dong)態(tai)測(ce)量(liang)。又由于(yu)其介質損耗小(xiao)可以用(yong)較(jiao)高頻(pin)(pin)(pin)率供(gong)電(dian)，因(yin)此(ci)(ci)系統(tong)工(gong)作(zuo)頻(pin)(pin)(pin)率高。它可用(yong)于(yu)測(ce)量(liang)高速變化的(de)參數(shu)。

　　4)可以非接(jie)觸測量且靈敏(min)度(du)高

　　可非(fei)接(jie)觸測量回轉軸的振動或偏心(xin)率、小型滾(gun)珠軸承(cheng)的徑向間隙等。當(dang)采用(yong)非(fei)接(jie)觸測量時，電容(rong)式傳感器(qi)具有平均效應，可以減小工件表面粗糙度等對測量的影(ying)響。

　　基恩士傳感器(qi)(qi)除了上述的優點外(wai)，還因(yin)其(qi)帶(dai)電(dian)(dian)極板間(jian)的靜(jing)電(dian)(dian)引力很(hen)(hen)小，所需輸(shu)入力和輸(shu)入能(neng)量極小，因(yin)而可(ke)測極低的壓(ya)力、力和很(hen)(hen)小的加速度、位移等，可(ke)以(yi)做得很(hen)(hen)靈(ling)敏，分(fen)辨力高(gao)，能(neng)感應0.01μm甚(shen)至更小的位移。由于(yu)其(qi)空(kong)氣(qi)等介質(zhi)損(sun)耗小，采用(yong)差動結構并接成電(dian)(dian)橋式時(shi)產生(sheng)的零殘極小，因(yin)此允許電(dian)(dian)路進行高(gao)倍率放大，使儀器(qi)(qi)具有很(hen)(hen)高(gao)的靈(ling)敏度。

　　是一種將被測(ce)(ce)非(fei)電量(liang)(liang)的變化(hua)轉換為電容量(liang)(liang)變化(hua)的傳感(gan)器，它結(jie)構簡單(dan)，體積小，分辨率(lv)高(gao)，具(ju)有平(ping)均效應，測(ce)(ce)量(liang)(liang)精度高(gao)，可實現(xian)非(fei)接觸測(ce)(ce)量(liang)(liang)，并能在(zai)高(gao)溫、輻(fu)射和(he)強烈振動(dong)等(deng)惡(e)劣條件(jian)下(xia)工作，廣泛應用(yong)于壓力、差壓、液位、振動(dong)、位移、加速度、成分含量(liang)(liang)等(deng)方面的測(ce)(ce)量(liang)(liang)。

　　基恩(en)士傳感(gan)器成一個電容器，若忽(hu)略(lve)其(qi)(qi)邊緣效應，其(qi)(qi)電容量(liang)為(wei)

　　式中(zhong)，ε為(wei)電容(rong)極板(ban)(ban)間(jian)介(jie)(jie)質(zhi)的(de)(de)介(jie)(jie)質(zhi)參數，ε=ε0εr,其中(zhong)ε0 真(zhen)空介(jie)(jie)電參數，εr為(wei)極板(ban)(ban)間(jian)介(jie)(jie)質(zhi)的(de)(de)相對(dui)介(jie)(jie)電常數；S為(wei)兩平(ping)板(ban)(ban)所覆蓋的(de)(de)面積；d為(wei)兩平(ping)行板(ban)(ban)之間(jian)的(de)(de)距離。

　　由式中可(ke)見，當S,d,和ε中任一參數發生變(bian)化時，電(dian)(dian)容(rong)量C也隨之(zhi)發生變(bian)化，通過測量電(dian)(dian)路就可(ke)以轉換為電(dian)(dian)量輸(shu)出(chu)。因此，電(dian)(dian)容(rong)式傳感(gan)器可(ke)分(fen)為變(bian)極距型、變(bian)面積型和變(bian)介電(dian)(dian)常數型3種(zhong)。

　　基恩士(shi)傳感器分為(wei)(wei)可動極板，一(yi)般稱為(wei)(wei)動片(pian)和固定(ding)極板，當(dang)動片(pian)因被(bei)測量(liang)變化引起移動時，就改變了兩極板間的(de)距(ju)離(li)d，從而使電(dian)容量(liang)發(fa)生變化。設初(chu)始(shi)極距(ju)為(wei)(wei)d，則(ze)

　　若電容(rong)器極(ji)板(ban)距(ju)離由初始(shi)值d縮(suo)小Δd不(bu)是線性關系(xi)。但是，若時。則(ze)式可以簡化為

　　此時，C與Δd近似為線性關(guan)系(xi)，所(suo)以(yi)變(bian)極距型(xing)電容式傳感器只有(you)在Δd/d很小時，才有(you)近似的線性關(guan)系(xi)，一般最(zui)大位移應(ying)小于間距的1/10。

　　在(zai)實際應用中，為(wei)了改善(shan)非線性、提高靈敏度和減(jian)少外界干擾(rao)的影響，電容(rong)傳(chuan)感器常做(zuo)成差(cha)動形式。

　　變面積型電(dian)容傳(chuan)感(gan)器

　　被測量變化(hua)導致動極板移(yi)動，引起兩極板間有效覆蓋面積S的變化(hua)，從而得到電容量的變化(hua)。當動極板相對于(yu)定極板沿著長度(du)方向平移(yi)Δx時，其電容變化(hua)量化(hua)為(wei)

　　式中，C0=ε0εrba/d,為(wei)初始電容；a為(wei)極(ji)板長度；b為(wei)極(ji)板寬(kuan)度；Δx為(wei)極(ji)板水平位移。可見ΔC與Δx間成線性關系。

　　當動極板(ban)有(you)一個角位移θ時，與定(ding)極板(ban)間有(you)效覆蓋面積發生(sheng)變(bian)化，從(cong)而改變(bian)了兩極板(ban)間的電容量(liang)。當θ=0時有(you)

　　式中，εr為介質相對(dui)介電常數；d0為兩極板間的(de)距離；S0為兩極板間初始覆蓋面(mian)積。

　　基(ji)恩(en)士傳(chuan)感器電容量C與角位移θ間成線(xian)性關系。

　　變介電(dian)常數型電(dian)容傳感器(qi)

　　基恩士傳感(gan)器的介電常數為(wei)ε1，液面高(gao)度為(wei)h，傳感(gan)器總高(gao)度為(wei)H，內筒(tong)外(wai)徑(jing)為(wei)d，外(wai)筒(tong)內徑(jing)為(wei)D，此時(shi)電容值為(wei)