易福門IFM電容式傳感器的工作原理主要是基于電容的變化來檢測目標(biāo)物體或測量物理量,以下是具體介紹:
基本原理
電容式傳感器以電容器作為傳感元件,當(dāng)被測量發(fā)生變化時(shí),會導(dǎo)致電容器的電容量改變,再通過測量電路將電容量的變化轉(zhuǎn)換為電信號輸出,從而測知被測量的大小.
易福門IFM電容式傳感器構(gòu)成及原理
典型的 IFM 電容式傳感器由上下電極、絕緣體和襯底構(gòu)成,其電極形成電容的兩個(gè)極板。根據(jù)電容器的基本公式 (其中為電容,為介電常數(shù),為極板面積,為極板間距),當(dāng)被測量使得、或發(fā)生變化時(shí),電容就會相應(yīng)改變.
變極距型:當(dāng)薄膜受壓力等作用時(shí),薄膜會發(fā)生變形,導(dǎo)致上下電極之間的距離發(fā)生變化,從而使電容改變。不過,這種類型的電容與極距之間呈非線性關(guān)系,通常需要具有補(bǔ)償功能的測量電路對輸出電容進(jìn)行非線性補(bǔ)償1.
變面積型:通過改變極板的有效面積來使電容發(fā)生變化。例如,當(dāng)可動(dòng)極板發(fā)生位移時(shí),與固定極板之間的重疊面積改變,進(jìn)而引起電容值的改變,且電容變化與位移呈線性關(guān)系.
變介質(zhì)型:當(dāng)極板間的介質(zhì)發(fā)生變化,即介電常數(shù)改變時(shí),電容也會隨之改變。比如在測量液位時(shí),隨著液位的升降,極板間的介質(zhì)種類或比例發(fā)生變化,導(dǎo)致介電常數(shù)改變,從而使電容值發(fā)生相應(yīng)的變化.
易福門IFM電容式傳感器檢測原理
單極板電容檢測:易福門的一些電容式傳感器采用單極板電容檢測方式,以大地作為參考極板,傳感器極板與周圍環(huán)境構(gòu)成電容器。當(dāng)有物體靠近傳感器極板時(shí),會改變極板間的電場分布,從而使電容發(fā)生變化,傳感器檢測到這種電容變化并輸出相應(yīng)的信號.
雙極板電容檢測:由兩個(gè)絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極組成電容器,在兩筒之間充以介電常數(shù)為的電解質(zhì)。當(dāng)液位等物理量變化時(shí),會導(dǎo)板間的介質(zhì)高度、介電常數(shù)等因素改變,進(jìn)而使電容值發(fā)生變化,通過測量電容即可知道液位等物理量的高低.
易福門IFM電容式傳感器信號轉(zhuǎn)換與處理
電容式傳感器的電容變化量通常很小,需要通過特定的測量電路將其轉(zhuǎn)換為可測量的電信號,如電壓、電流等。常見的測量電路有調(diào)頻電路、運(yùn)算放大器式電路、二極管雙 T 形交流電橋、脈沖寬度調(diào)制電路等。這些電路將電容的變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號變化后,再進(jìn)行放大、濾波等處理,以提高信號的質(zhì)量和穩(wěn)定性,最后輸出給后續(xù)的控制或顯示設(shè)備.
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