Cara Penderia Kapasitif Berfungsi
Penderia kapasitif menggunakan pelbagai jenis kapasitor sebagai elemen penderiaan. Disebabkan oleh perubahan dalam nilai yang diukur, kapasitansi kapasitor akan berubah. Melalui litar pengukuran, perubahan dalam kapasiti boleh ditukar kepada output isyarat elektrik. Dengan mengukur magnitud isyarat elektrik, magnitud yang diukur boleh dinilai. Ini adalah prinsip kerja asas penderia kapasitif.
Kelebihan sensor kapasitif
1. Kestabilan suhu yang baik
Nilai kemuatan sensor kapasitif secara amnya bebas daripada bahan elektrod, yang kondusif untuk pemilihan bahan dengan pekali suhu rendah, dan mempunyai sedikit pengaruh ke atas kestabilan kerana penjanaan haba yang sangat kecil. Penderia rintangan mempunyai kehilangan kuprum, yang mudah menjana hanyut sifar akibat penjanaan haba.
2. Struktur mudah
Penderia kapasitif mempunyai struktur yang ringkas, mudah untuk dihasilkan dan memastikan ketepatan yang tinggi, dan boleh dibuat sangat kecil untuk mencapai beberapa ukuran khas; ia boleh berfungsi dalam persekitaran yang keras seperti suhu tinggi, sinaran kuat dan medan magnet yang kuat, dan boleh menahan perubahan suhu yang besar, menahan tekanan tinggi, impak tinggi, beban lampau, dsb.; boleh mengukur suhu ultra-tinggi dan perbezaan tekanan rendah, dan juga boleh mengukur kerja magnet.
3. Tindak balas dinamik yang baik
Disebabkan oleh tarikan elektrostatik yang kecil antara plat elektrod (kira-kira beberapa 10(-5) N), sensor kapasitif memerlukan tenaga yang sangat sedikit, dan bahagian alihnya boleh dibuat sangat kecil dan nipis, iaitu jisim Ia sangat ringan, jadi frekuensi semula jadinya tinggi, masa tindak balas dinamik adalah pendek, dan ia boleh berfungsi pada frekuensi beberapa megahertz, yang amat sesuai untuk pengukuran dinamik. Dan kerana kehilangan dielektriknya yang kecil, ia boleh dikuasakan pada frekuensi yang lebih tinggi, jadi sistem beroperasi pada frekuensi tinggi. Ia boleh digunakan untuk mengukur parameter yang berubah dengan cepat.
4. Pengukuran bukan{1}}sentuhan dan kepekaan tinggi
Pengukuran tanpa-getaran atau kesipian aci putar, kelegaan jejari galas bebola kecil, dsb. Apabila menggunakan ukuran bukan-sentuh, sensor kapasitif mempunyai kesan purata, yang boleh mengurangkan pengaruh kekasaran permukaan bahan kerja pada ukuran.
In addition to the above advantages, capacitive sensors can measure extremely low pressure, force, and small acceleration, displacement, etc. It can be made very sensitive, with high resolution, and can sense displacements of 0.01μm or even smaller. Due to its small loss of medium such as air, the zero residual generated when the differential structure is connected in a bridge type is small, so the circuit is allowed to perform high magnification amplification, so that the instrument has high sensitivity.
Kelemahan sensor kapasitif
1. Galangan keluaran yang tinggi dan kapasiti beban yang lemah.
No matter what type of capacitive sensor, limited by the geometric size of the electrode plate, its capacitance is very small, generally tens to hundreds of picofarads (pF), so the output impedance of the capacitive sensor is very high, up to Ω. Due to the high output impedance, the output power is small, the load capacity is poor, and it is easily affected by external interference and causes instability, and even cannot work in severe cases.
2. Kapasiti parasit mempunyai pengaruh yang besar.
Kapasiti awal penderia kapasitif adalah sangat kecil, manakala kapasiti kabel plumbum yang menyambungkan penderia dan litar elektronik, kapasiti sesat litar elektronik, dan kapasitansi yang dibentuk oleh plat kapasitif dan konduktor sekeliling adalah agak besar. Kewujudan kapasitansi parasit bukan sahaja mengurangkan sensitiviti pengukuran, tetapi juga menyebabkan keluaran tak linear. Memandangkan kapasitans parasit berubah secara rawak, sensor berada dalam keadaan kerja yang tidak stabil, yang menjejaskan ketepatan pengukuran.