点击次数:更新时间:2021-08-09 15:06
称重传感器是一种将质量信号转换为可测量的电信号输出的装置,电容式称重传感器的工作原理是利用电容振荡电路的振荡频率f与极板间距之间的比例关系。有两块板:一块是固定的,一块是可移动的。当被测物体装载在承重平台上时两板之间的距离发生变化,电路的振荡频率也随之发生变化。
电容式称重传感器是根据两平行板之间极距、面积或介质的变化引起电容相应变化的原理称重的。电容式称重传感器的原理主要是通过施加外部负载改变电容器平行板之间的间隙来改变电容,并通过测量电路将电容的变化转化为频率量。
电容式称重传感器有其独特的优点:能耗低、结构简单、环境适应性强电路简单,输出数字信号简化二次仪表的开发体积小、重量轻同时也存在一些不足。工作电容低、寄生电容有时大于工作电容,抗干扰能力差。最近科技的发展使电容式传感器可以与放大电路和振荡电路一起构建,减少了干扰和分布电容对其的影响;精度也得到了提高,使得电容越来越受欢迎。
电容式传感器是一种参数可变的电容器,它的功能是将测得的变化转化为电容变化的传感器。其优点是:高阻抗、低功耗、仅输入能量低,可以获得更大的变化量具有更高的信噪比和系统稳定性。动态响应快、工作频率可达数MHz、密b接触测量,被测物体可以是导体或半导体。结构简单、适应性强、可在高低温、强辐射等恶劣环境下工作,应用范围广泛。随着电子技术和计算机技术的发展,电容式传感器易受干扰、易受分布电容影响等缺点不断被克服;电容式位移传感器和集成电容式传感器也得到了发展:广泛应用于测量和测量领域。自动检测可测量压力、位移、转速、加速度、A度、厚度、液位、湿度、振动、成分含量等参数,电容式传感器具有很好的发展前景。
(称重传感器1-1)
但它也有自己的缺点:缺点1:输出阻抗高,负载能力差电容式称重传感器的容量受其电极几何尺寸等限制不易很大,一般为几十数百微法拉甚至只有几个微方法。因此电容式称重传感器的输出阻抗较高,负载能力较差、易受外界干扰而引起不稳定,严重时甚至可能无法工作。必须采取适当的屏蔽措施这会给设计和使用带来不便。大的容抗也要求传感器绝缘部分具有非常高的阻值,否则绝缘部分会被用作旁路电阻、影响仪器的性能。为此必须特别注意周围环境,例如温度和清洁度。如果采用高频电源可以降低容性称重传感器的输出阻抗,但高频放大和传感器远比低频复杂;寄生电容影响大,不容易保证工作的稳定性。
缺点2:输出特性是非线性的,电容式称重传感器的输出特性是非线性的。虽然采用差动式加以改进,但不可能完全杜绝。其他类型电容式传感器的输出特性只有在忽略电场的边缘效应时才是线性的,否则边缘效应产生的附加电容将直接叠加在传感器电容上,使输出特性非线性。
缺点3:寄生电容影响大,电容式称重传感器的初始电容小;连接传感器和电子电路的引线电容,电子电路的杂散电容由传感器的内板和周围的导体等。所谓寄生电容很大,不仅降低了传感器的灵敏度而且这些电容往往是随机变化的,会使仪器工作很不稳定、影响测量精度。因此对电缆的选择、安装和连接有严格的要求。例如使用屏蔽性能好、自分布电容小的高频导线作为引出线,引线粗而短、仪表的杂散电容必须小而稳定。否则无法保证高测量精度。