電容式傳感器非接觸測量的靈敏度

電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)，因其帶電板間的靜電引力很小，所需輸入力和輸入能量小，因而可測低的壓力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很靈敏，分辨力高，能感應(yīng)0.01μm甚至更小的位移。由于其空氣等介質(zhì)損耗小，采用差動結(jié)構(gòu)并接成電橋式時產(chǎn)生的零殘小，因此允許電路進(jìn)行高倍率放大，使儀器具有很高的靈敏度。

1)溫度穩(wěn)定性好

電容式傳感器的電容值一般與電材料無關(guān)，這有利于選擇溫度系數(shù)低的材料，又因本身發(fā)熱小，影響穩(wěn)定性甚微。而電阻傳感器有銅損，易發(fā)熱產(chǎn)生零漂。

2)結(jié)構(gòu)簡單

電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和保證高的精度，可以做得非常小巧，以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測量；能工作在高溫，強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場等惡劣的環(huán)境中，可以承受很大的溫度變化，承受高壓力，高沖擊，過載等；能測量超高溫和低壓差，也能對帶磁工作進(jìn)行測量。

3)動態(tài)響應(yīng)好

電容式傳感器由于帶電板間的靜電引力很小(約幾個10^(-5)N)，需要的作用能量小，又由于它的可動部分可以做得很小很薄，即質(zhì)量很輕，因此其固有頻率很高，動態(tài)響應(yīng)時間短，能在幾兆赫茲的頻率下工作，特別適用于動態(tài)測量。又由于其介質(zhì)損耗小可以用較高頻率供電，因此系統(tǒng)工作頻率高。它可用于測量高速變化的參數(shù)。

4)可以非接觸測量且靈敏度高

可非接觸測量回轉(zhuǎn)軸的振動或偏心率、小型滾珠軸承的徑向間隙等。當(dāng)采用非接觸測量時，電容式傳感器具有平均效應(yīng)，可以減小工件表面粗糙度等對測量的影響。
電容式變送器電路部分的檢查

1．接通電源，檢查電容式變送器輸出端電壓信號的狀態(tài)。若無輸出電壓，應(yīng)先檢查電源電壓是否正常；是否符合供電要求；電源與電容式變送器及負(fù)載設(shè)備之間有無接線錯誤。如果電容式變送器接線端子上無電壓或性接反均可造成電容式變送器無電壓信號輸出。排除上述原因，則應(yīng)進(jìn)一步檢查放大器板線路中元件有無損壞問題；線路板接插件有無接觸不良現(xiàn)象，可采取對照正常儀表的測量電壓與故障儀表對應(yīng)的測量電壓相比較的方法，確定故障點(diǎn)，必要的情況下可更換有故障的放大器板。在對流量型電容式變送器檢查時，對J型電容式放大器板應(yīng)特別要注意采取防靜電措施。

2．接通電源，在給定輸入壓力信號后，若電容式變送器輸出過高（大于10VDC），或輸出過低（小于2.0VDC），且改變輸入壓力信號和調(diào)整零點(diǎn)、量程螺釘時輸出均無反應(yīng)。對于這類故障，除檢查電容式變送器測量部分敏感部件有無異常外，應(yīng)檢查電容式變送器放大器板上“振蕩控制電路部分”工作正常與否。高頻變壓器T1-12之間正常峰值電壓應(yīng)為25~35VP-P；頻率約為32kHz。其次檢查放大器板上各運(yùn)算放大器的工作狀況；各部分的元器件有無損壞問題等。此類故障需要更換放大器板。

3．電容式變送器在線路設(shè)計和工藝裝配質(zhì)量上要求都十分嚴(yán)格，在實(shí)際使用中對出現(xiàn)的線路故障，經(jīng)檢查確認(rèn)后好與生產(chǎn)廠家聯(lián)系更換其故障線路板，以確保儀表長期工作的穩(wěn)定性和可靠性。電路中影響電容式變送器精度的因素很多，主要的有以下幾種。

(1)非線性元件的影響 常規(guī)的電壓、電流電容式變送器多為交流變換器(小互感器)，次級工頻交流信號經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓后獲得終的直流信號。由于整流二管，它們是非線性器件，因此它的電壓、電流曲線均存在非線性特征。

(2)電容式變送器鐵芯的影響常規(guī)變送器變換中均采用鐵芯材料作為導(dǎo)磁介質(zhì)。一方面由于鐵磁材料所表現(xiàn)出來的非線性特征(磁化喵線的起始區(qū)和飽和區(qū))，并非是一種理想的線性傳輸關(guān)系，因此必然會對變送器的精度產(chǎn)生影響。另一方面，由于鐵磁材料的磁滯性，鐵芯對變送器的精度也會產(chǎn)生影響。一般在工頻范圍內(nèi)，常規(guī)的硅鋼片滯后角度在0°～15°內(nèi)變化，而這個滯后角度的存在相當(dāng)于增加了無功功率的成分，由于常規(guī)功率變送器是把電壓和電流信號通過乘法器運(yùn)算得出功率，所以這個滯后角度也會影響到功率電容式變送器的精度。

(3)運(yùn)算放大器的影響 常規(guī)電量電容式變送器大多由運(yùn)算放大器組成，溫度對運(yùn)算放大器的工作影響很大，溫度發(fā)生變化，“零”點(diǎn)漂移，使得工作點(diǎn)不穩(wěn)定，直接影響了電容式變送器的精度和可靠性。

(4)電容式變送器整定值選取的影響 變送器的整定值雖然在選取時盡可能接近滿值，但實(shí)際使用時電容式變送器往往不能工作在線性區(qū)而造成誤差。

(5)阻抗不匹配造成的誤差影響

(6)系統(tǒng)不平衡的影響 常規(guī)變送器計算功率一般近似認(rèn)為系統(tǒng)是平衡的，但實(shí)際上是不平衡的，系統(tǒng)的這種不平衡往往也對變送器的精度產(chǎn)生影響。