德國巴魯夫balluff電容式傳感器優點與劣勢
巴魯夫balluff電容式傳感器特點優勢,優點。
balluff電容式傳感器與電阻式、電感式等傳感器比較有如下一些優點:
(1)高阻抗、小功率,因而所需的輸入力很小,輸人能量也很低。巴魯夫balluff電容式傳感器因帶電極板間靜電引力極小(約幾個10-5 N),因此所需輸入能量極小,所以特別適宜用來解決輸入能量低的丈量問題,例如丈量極低的壓力、力和很小的加速度、位移等,能夠做得很靈敏,分辨力十分高,能感受0.001μm甚至更小的位移。
(2)溫度穩定性好。傳感器的電容值一般與電極資料無關,有利于選擇溫度系數低的資料,又因自身發熱極小,對穩定性影響甚微。
(3)結構簡略,適應性強,待測體是導體或半導體均可,可在惡劣環境中工作。巴魯夫balluff電容式傳感器結構簡略,易于制造,可做得十分小巧,以實現某些特殊的丈量;能工作在高低溫、強輻射及強磁場等惡劣的環境中,也能對帶有磁性的工件進行丈量。
(4)動態呼應好。因為極板間的靜電引力很小,可動部分做得很小很薄,因此其固有頻率很高,動態呼應時間短,能在幾兆赫的頻率下工作,特別適合動態丈量,如丈量振蕩、瞬時壓力等。
(5)能夠實現非觸摸丈量,具有平均效應。例如非觸摸丈量回轉軸的振蕩或偏疼、小型滾珠軸承的徑向間隙等。當選用非觸摸丈量時,電容式傳感器具有平均效應,能夠減小工作表面粗糙等對丈量的影響。
巴魯夫balluff電容式傳感器存在的不足之處如下:
(1)輸出阻抗高,負載能力差。
(2)寄生電容影響大。
電容式傳感器的初始電容量很小,而傳感器的引線電纜電容(lm~2m導線可達800 pF)、測量電路的雜散電容以及傳感器極板與其周圍導體構成的電容等"寄生電容"卻較大,這一方面降低了傳感器的靈敏度;另一方面這些電容(如電纜電容)常常是隨機變化的,將使傳感器作業不穩定,影響丈量精度,其變化量乃至超過被丈量引起的電容變化量,致使傳感器無法作業。因而對電纜的選擇、裝置、接法都要有要求。
為減小電纜分布電容影響,可將電子線路的前級裝在離傳感器敏感部分很近的地方,或選用所謂"雙層屏蔽等電位傳輸技能",又稱"驅動電纜"技能。這種方法的基本思路是:連接電纜選用表里雙層屏蔽,使內屏蔽層與被屏蔽的導線電位相同,因而兩者之間沒有容性電流存在,這樣使引線與內屏蔽之間的電纜電容不起作用,外屏蔽仍被接地而對外界電場起屏蔽作用。外屏蔽接地后,對地之間電容將成為1:1放大器的負載,它也與電容式傳感器的電容無關。這樣不管電纜形狀和方位怎么變化,都不會對傳感器的作業產生影響。試驗證明:選用驅動電纜技能,即便電容式傳感器電容較小,在傳輸電纜長達10 m時,傳感器仍能很好地作業。
兩點留意:
作業頻率等于或挨近諧振頻率時,諧振頻率破壞了電容的正常作用。因而,作業頻率應該先擇低于諧振頻率。電容式傳感器的有效電容除與位移有關外,還與角頻率有關。因而,在實際應用時有必要與標定的條件相同。
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