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電容式液位計的幾種基本形式
發布時間:2019-12-19   瀏覽(lǎn):1528次

  實際應用時,常常僅改變三參數之一以使其變化。所以電容(róng)式傳感器可分為三種基本類型:變距(變間隙)型、變麵積型型和變介電常數型稱重傳感器。

  電容式傳感器的三(sān)種基本結構形式。它們又可按(àn)位移的形(xíng)式分為線位移和角位移兩種每一種又依據傳感器權板形(xíng)狀分成平(píng)板和圓形或圓柱(圓筒)形,雖然還有球麵形(xíng)和鋸齒形等其(qí)他的形狀、但一(yī)般很少用,故表中未列出。其中差動式傳感器一(yī)般優於單組(單邊)式(shì)傳感器。它靈敏(mǐn)度高、線性範圍寬、穩定性高。

  1.變匝型電容式傳感器

  變距型電容式傳感器用一個固定扳和一個可動板構成:可動板由被測金屬平麵(miàn)充當(dāng)。當電容式傳感器板間距因被測量變(biàn)化而變化時.電容變化量為距是時(shí)的(de)初始電容量。

  板間距的變化不是線性關係說明該類型電(diàn)容式傳感器存在著原理性(xìng)非線性誤差.即量程(chéng)遠小於(yú)兩板問(wèn)的初始距離)時(shí),可以認為麽是線性關(guān)係,因此,這種類(lèi)型的傳感器一般用來測(cè)量微小的位移變化量。

  但在板間距(jù)過小時,電表麵的平麵度對(duì)靈敏應有影(yǐng)響(xiǎng),同時還容易引起電容器擊(jī)穿,

  因此.板間距不(bú)能無限(xiàn)小。改善的辦法是在板間增放一片(piàn)雲母片或塑(sù)料膜。

  雲母的相對介電係數為空氣的7倍其擊(jī)穿電壓(yā)不小於l0的3次方kv/mm,而空(kōng)氣的擊穿電(diàn)壓(yā)僅(jǐn)為3kv/mm,即使厚度為(wéi)0.01mm的雲母片,它的擊穿電壓也術小於10kv/mm。因此,放(fàng)置雲母片(piàn)後,板之間(jiān)的起(qǐ)始距離卸可以大大減小。隻要雲母片選得恰當,就能獲得較好的(de)線性關係拉繩位移傳感器。

  一般電容(róng)式傳感器的起始電容(róng)約為20PF一30pF之間,板間(jiān)距在25um一200um左右,大位移應(yīng)該大於間距的1/10.

  實際使用中,為(wéi)改善非線性,提高(gāo)靈敏度及克服某些外界條件如電源電(diàn)比、環境溫度變化的影響等、常常采用茲動(dòng)式結構,在未開始(shǐ)測量的初始狀態時,將可(kě)動板(bǎn)調整友中間位置,位兩邊電容相(xiàng)等;測員時。中間板跟隨被(bèi)測(cè)對象(xiàng)上下移動,就會引起上下兩部分的電容量上(shàng)增下減或上減下(xià)增,所以兩邊電(diàn)容的控值這(zhè)樣提高了靈(líng)敏廢,問時在零點附近作(zuò)的線性度也得(dé)到了改善。

  需(xū)要指出,圓柱(zhù)形板(bǎn)小能製成交權距利。

  2.變麵積(s)型電容式液位計

  變四積型電容式傳感器中.平板(bǎn)形結構對圾距變化特(tè)別敏感,測量精(jīng)度受到影響,而圓柱形結構受權板徑(jìng)向變化的影響很(hěn)小v成為實際應用中常來隻結構.其幹線位移單組(zǔ)式的電容量在忽略邊緣效應時為電(diàn)容傳感器(qì)的電容變化與線位移成正比。

  3.變介(jiè)電常數(e)型電容(róng)式(shì)傳感器

  變介電常(cháng)數(shù)(c)型電容式傳感器大(dà)多用來測量電介質的(de)厚度、液位、還可根據間介質的介電常數(shù)隨溫度、濕度改變而改變來(lái)測量介質材料的溫度、濕度等。若忽略邊緣故應,表(biǎo)5—l中單組式平板形線位移(yí)傳感器的電(diàn)容量與介質線位移的關係為固(gù)定板的長度和寬(kuān)度及被測物進入兩板間的長度(dù)。

  由此可見,電容量與線位移呈線性關係。

  厚度傳感器(qì)中的(de)電容量與厚度的關係為式中的符號含(hán)義與式相同。由此可見,電容量與厚度之間呈非線性關係。

  應該注意的是,如果電之間(jiān)的被測介質導電時(shí),在電表麵應塗覆絕(jué)緣層,以防止(zhǐ)電間短路。


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