電容傳感器的基礎(chǔ)知識與特點
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電容傳感器的基礎(chǔ)知識與特點
● 電容感應(yīng)技術(shù)可以在任何環(huán)境因素下提供可靠的、強大的液位測量解決方案。
● 互電容傳感器不易受寄生電容的影響。
● 測量結(jié)果的準確性取決于合適的校準、傳感器的線性度以及是否能夠消除影響性能的因素，比如傳導性干擾和環(huán)境變化影響。
說到電容感應(yīng)技術(shù)，我們首先想到的是不同設(shè)備的用戶界面所使用的電容感應(yīng)按鈕。但這是電容感應(yīng)技術(shù)的唯一用途嗎？非也。該項技術(shù)可用于任何系統(tǒng)輸入可能引起電容變化的應(yīng)用。電容傳感器在許多應(yīng)用中可以取代傳統(tǒng)技術(shù)，如液體位置測量、濕度感應(yīng)、金屬物體檢測等。它不會受環(huán)境條件變化的影響，同時更加可靠和穩(wěn)定。
液體位置測量也是咖啡機等家用電器的一項重要功能。它能探測咖啡機中的水位或者奶瓶容器中牛奶的液位，也能探測洗衣機中洗衣液的用量。液位測量分為兩種：
● 點液位測量：這種測量方式，傳感器被安置在容器上的不同的區(qū)域，用于檢測容器滿或空的狀態(tài)，并顯示單個的較低分辨率的不連續(xù)的液位高度。
● 連續(xù)液位測量：正如其名所示，這種傳感器可以精確探測到液位的細微變化。
每種傳感器都有其各自的使用方式。本文主要介紹連續(xù)測量和確保測量精度的一些重要因素。
目前已有多種液位測量方法，包括：
● 磁性浮子：將磁體安裝在一個隨容器液位變化而移動的浮子上，并會促發(fā)桿體中密封的“舌簧開關(guān)”。這種解決方案具有很高的可重復性，但由于磁浮子的可移動性，因此壽命較短，可靠性也較低。
● 超聲波傳感：傳感器傳輸?shù)揭后w表面的超聲波信號與反射的回波信號之間的延遲被轉(zhuǎn)換為相關(guān)容器的液位。此類系統(tǒng)可以探測的最大液位取決于收發(fā)器的結(jié)構(gòu)。測量會受到溫度、壓力和濕度等環(huán)境因素變化的影響。
● 導電測量：此類設(shè)備通過兩個導電電極測量傳導性。這種方法比前兩種更可靠，但無法用于可燃液體。
顯然，制造商需要更強大、更可靠、更精確且用途更廣泛的液位測量技術(shù)。電容感應(yīng)技術(shù)可以滿足這些需求。它不使用任何運動部件，能夠安全地用于易燃材料，且不會輕易受到環(huán)境變化的影響。
● 電容感應(yīng)技術(shù)是最可靠的液位監(jiān)測方法之一。這是因為液體本身具有導電性，從而引起電容傳感器的電容發(fā)生變化。
● 電容傳感器分為兩種：自電容和互電容。自電容使用單個引腳作為傳感器，測量該引腳和地面之間的電容。這一電容被稱為寄生電容。液體對傳感器寄生電容的改變程度取決于液體體積。
● 互電容使用一對引腳。其中一個作為發(fā)送器(TX)，另一個作為接收器(RX)。這種方法測量的是兩者之間的電容，即互電容。液體會引起互電容的變化，而變化程度取決于液位。互電容是首選的液位測量方法，其主要原因之一是它無需測量傳感器的寄生電容。
教學設(shè)備網(wǎng)推薦中人教儀廠的傳感器實訓設(shè)備：檢測與傳感轉(zhuǎn)換技術(shù)實驗臺(配22種傳感器)
ZRJCS-IIIA檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)實驗臺是在本公司多年生產(chǎn)傳感器技術(shù)教學實驗裝置的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)不同類別，不同層次的專業(yè)需要，最新推出的模塊化的新產(chǎn)品。
ZRJCS-IIIA檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)實驗臺主要用于各大、中專院校開設(shè)的“自動檢測技術(shù)”、“傳感器原理與技術(shù)”、“非電量電測技術(shù)”、“工業(yè)自動化儀表與控制”、“機械量電則”等課程的實驗需要。（電腦自備）
一、特點：
1、轉(zhuǎn)換電路板采用模塊化結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要選擇不同模塊，也便于根據(jù)教學大綱變動增加新的實驗?zāi)K。
2、傳感器和轉(zhuǎn)化電路模塊正面印有電路原理圖。這種直觀性有助于學生增加感性認識、提高實驗效果。
3、一個模塊對應(yīng)一類傳感器，實驗接線方便，電源具有自動保護功能。
傳感器采用進口透明有機玻璃制作，比較直觀。
二、技術(shù)參數(shù)
| 輸入電源 | AC220V 50Hz | 非線性誤差 | ≤ 5% |
| 直流電源 | ± 5V ± 15V | 測量精度 | ≤ 1% |
| 穩(wěn)壓系數(shù) | ± 1% | 功 耗 | 100VA |
| 電壓紋波 | ≤ 10mV | 輸出電流 | 1A |
三、產(chǎn)品主要結(jié)構(gòu)
ZRJCS-IIIA檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)實驗臺由主控臺、傳感器、實驗?zāi)K、位移臺架、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件、實驗臺桌六部分組成。
（一）主控臺部分
提供高穩(wěn)定的±5V、±15V、±2V～±10V（可調(diào)）、±2V～±24V（連續(xù)可調(diào)）、直流穩(wěn)壓電源；二組溫度電源。主控臺面板裝有空氣開關(guān)、電壓、頻率、轉(zhuǎn)速顯示表；溫度表，溫度控制儀微機電源。低頻信號系統(tǒng)源1Hz-30Hz（可調(diào)）；音頻信號源0.4KHz-10KHz；差動放大器，氣壓表、儲氣箱；RS232計算機串行接口。
（二）傳感器種類及技術(shù)指標：
| 序號 | 實驗?zāi)K | 傳感器名稱 | 量 程 | 精 度 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 電阻霍爾式傳感器 | 電阻式傳感器 | ± 1mm | ± 1.5% |
| 2 | 霍爾式傳感器 | ≥ 2mm | 0.1% | |
| 3 | 電容式傳感器 | 電容式傳感器 | ± 5mm | ± 1.3% |
| 4 | 電感式傳感器 | 電感式傳感器 | ± 5mm | ± 3% |
| 5 | 光電式傳感器 | 光電式傳感器 | 0-2500轉(zhuǎn)/分 | ≤ 1.5% |
| 6 | 渦流式傳感器 | 渦流式傳感器 | ≥ 1mm | ± 3% |
| 7 | 溫度式傳感器 | 溫度式傳感器 | 0-80℃ | ± 2% |
| 8 | 磁電式傳感器 | 0 .5V/m | ||
| 9 | 壓電式加速度傳感器 | 壓電式加速度傳器 | 1-30Hz | ± 2%/s |
| 10 | 光纖式傳感器 | 光纖式傳感器 | ≥1.5mm | ± 1.5% |
| 11 | 壓力傳感器 | 壓力傳感器 | 0-30kpa | ± 2% |
| 12 | 超聲波傳感器 | 超聲波傳感器 | 20-60cm | 1cm |
| 13 | 氣敏傳感器 | 50-200ppm | ||
| 14 | 濕敏傳感器 | 10-95%RH | ± 5% | |
| 15 | 霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器 | 0-2500 轉(zhuǎn)/分 | ± 1.5% | |
| 16 | 熱電偶、熱電 | E 型熱電偶 | 0-800℃ | ± 3% |
| 17 | Rt100 鉑電阻 | 0-800℃ | ± 2% | |
| 18 | 阻傳感器 | K 型熱電偶 | 0-800℃ | ± 3% |
| 19 | 銅電阻Cu50 | 0-100℃ | ± 3% | |
| 20 | 渦流測速傳感器 | 0-2500轉(zhuǎn)/分 | ||
| 21 | 磁電測轉(zhuǎn)速傳感器 | 0-2500轉(zhuǎn)/分 | ||
| 22 | 熱釋電紅外傳感器 | 熱釋電紅外傳感器 | 3200V/W |
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