電容式力傳感器概念
電容式力傳感器
電容式壓力傳感器是由彈性膜片與中心桿端面構(gòu)成可變電容器的兩極，在壓力作用下，片沿軸向產(chǎn)生位移，從而改變了電容的間隙。這種傳感器的特點(diǎn)是利用了膜片本身的彈性，具有較高的靈敏度。其測(cè)量精度取決于測(cè)量電路，一般也采用調(diào)頻或調(diào)相電路來(lái)驅(qū)動(dòng)，適用于液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)測(cè)量。平行板電容器的電容為：
由式(2 -1)可知，若A、d和中某一參數(shù)發(fā)生變化，則電容量也隨之變化。在稱重技術(shù)中，大部分利用其中某一參數(shù)的變化來(lái)間接測(cè)出被稱物體的重量，根據(jù)參數(shù)的不同，電容式稱重傳感器又分為變間距式、變面積式和變介質(zhì)式三種類型。在實(shí)際應(yīng)用中以變間距d的居多數(shù)，因?yàn)樗塬@得高于改變其他參數(shù)的電容式傳感器的靈敏度，可以用來(lái)測(cè)量微米數(shù)量級(jí)的位移，而變面積式的只適宜測(cè)量厘米數(shù)量級(jí)的位移。用于電容式傳感器的測(cè)量電路種類繁多，歸納起來(lái)大致可分三大類，即電容式傳感器具有以下的特性：
(1)功率小，阻抗高。這種電容式傳感器的電容量都是很小因此電容式傳感器具有很高的輸出阻抗，這使它易受外界干擾，產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。為了改善抗干擾性能，可將前置放大器靠近電容傳感器，并減小間隙或增大極板面積，以提高電容器的起始電容值，并提高激勵(lì)頻率。
(2)靜電吸引力小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。由于帶電極板間的吸引力很小，因此將一可動(dòng)極板移向另一極板所需的能量很小，特別適用于低輸出能量的測(cè)量，由于作用能量小或有較小的可動(dòng)質(zhì)量，因而固有頻率較高，使其能在幾兆赫的頻率下工作，從而使系統(tǒng)有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
(3)可獲得較大的相對(duì)變化量。用電阻應(yīng)變計(jì)測(cè)量時(shí)一般得到電阻的相對(duì)變化量小，這主要是受到應(yīng)變計(jì)極限應(yīng)變值的限制。電容式傳感器的相對(duì)變化只受線性和其他實(shí)際條件的限制，所以它有較高的信噪比。
(4)能在惡劣環(huán)境下工作。由于這種傳感器通常不需要使用有機(jī)材料或磁性材料，因此在高溫、低溫及強(qiáng)輻射等各種條件下也能正常工作。
(5)本身發(fā)熱影響小。電容傳感器用真空、空氣或其他氣體作為絕緣介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)損耗是非常小的，因此不會(huì)產(chǎn)生由本身發(fā)熱而引起的零漂現(xiàn)象。．