Cara Kerja Sensor Kapasitif
Sensor kapasitif menggunakan berbagai jenis kapasitor sebagai elemen penginderaan. Karena perubahan nilai yang diukur, kapasitansi kapasitor akan berubah. Melalui rangkaian pengukuran, perubahan kapasitansi dapat diubah menjadi output sinyal listrik. Dengan mengukur besarnya sinyal listrik, besarnya diukur dapat dinilai. Ini adalah prinsip kerja dasar sensor kapasitif.
Keuntungan dari sensor kapasitif
1. Stabilitas suhu yang baik
Nilai kapasitansi sensor kapasitif umumnya independen dari bahan elektroda, yang kondusif untuk pemilihan bahan dengan koefisien suhu rendah, dan memiliki sedikit pengaruh pada stabilitas karena pembangkit panasnya yang sangat kecil. Sensor resistansi memiliki kehilangan tembaga, yang mudah menghasilkan zero drift karena pembangkitan panas.
2. Struktur sederhana
Sensor kapasitif memiliki struktur sederhana, mudah diproduksi dan memastikan akurasi tinggi, dan dapat dibuat sangat kecil untuk mencapai beberapa pengukuran khusus; dapat bekerja di lingkungan yang keras seperti suhu tinggi, radiasi kuat dan medan magnet yang kuat, dan dapat menahan suhu besar Perubahan, tahan tekanan tinggi, dampak tinggi, kelebihan beban, dll.; Dapat mengukur suhu ultra-tinggi dan perbedaan tekanan rendah, dan juga dapat mengukur kerja magnetik.
3. Respons dinamis yang baik
Karena daya tarik elektrostatik kecil antara pelat elektroda (sekitar beberapa 10 ^ (-5) N), sensor kapasitif membutuhkan energi yang sangat sedikit, dan bagiannya yang dapat digerakkan dapat dibuat sangat kecil dan tipis, yaitu, massaNya sangat ringan, sehingga frekuensi alaminya tinggi, waktu respons dinamis pendek, dan dapat bekerja pada frekuensi beberapa megahertz, yang sangat cocok untuk pengukuran dinamis. Dan karena kehilangan dielektriknya yang kecil, ia dapat didukung pada frekuensi yang lebih tinggi, sehingga sistem beroperasi pada frekuensi tinggi. Ini dapat digunakan untuk mengukur parameter yang berubah dengan cepat.
4. Pengukuran non-kontak dan sensitivitas tinggi
Pengukuran non-kontak getaran atau eksentrisitas poros putar, pembersihan radial bantalan bola kecil, dll. Saat menggunakan pengukuran non-kontak, sensor kapasitif memiliki efek rata-rata, yang dapat mengurangi pengaruh kekasaran permukaan benda kerja pada pengukuran.
Selain keunggulan di atas, sensor kapasitif dapat mengukur tekanan, gaya, dan akselerasi kecil, perpindahan, dll. Hal ini dapat dibuat sangat sensitif, dengan resolusi tinggi, dan dapat merasakan perpindahan 0,01μm atau bahkan lebih kecil. Karena kehilangan kecil medium seperti udara, residu nol yang dihasilkan ketika struktur diferensial terhubung dalam jenis jembatan kecil, sehingga sirkuit diizinkan untuk melakukan amplifikasi pembesaran tinggi, sehingga instrumen memiliki sensitivitas tinggi.
Kekurangan sensor kapasitif
1. Impedansi output tinggi dan kapasitas beban yang buruk.
Tidak peduli apa pun jenis sensor kapasitif, dibatasi oleh ukuran geometris pelat elektroda, kapasitansinya sangat kecil, umumnya puluhan hingga ratusan picofarads (pF), sehingga impedansi output sensor kapasitif sangat tinggi, hingga ~ Ω. Karena impedansi output yang tinggi, daya output kecil, kapasitas bebannya buruk, dan mudah dipengaruhi oleh gangguan eksternal dan menyebabkan ketidakstabilan, dan bahkan tidak dapat bekerja dalam kasus yang parah.
2. Kapasitansi parasit memiliki pengaruh besar.
Kapasitansi awal sensor kapasitif sangat kecil, sedangkan kapasitansi kabel timbal yang menghubungkan sensor dan sirkuit elektronik, kapasitansi liar sirkuit elektronik, dan kapasitansi yang dibentuk oleh pelat kapasitif dan konduktor di sekitarnya relatif besar. Keberadaan kapasitansi parasit tidak hanya mengurangi sensitivitas pengukuran, tetapi juga menyebabkan output nonlinier. Karena kapasitansi parasit berubah secara acak, sensor berada dalam keadaan kerja yang tidak stabil, yang mempengaruhi akurasi pengukuran.