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電容位移傳感器使用過程中這三類不利因素需要克服
更新時間:2018-07-30   點擊次數(shù):1977次
  電容位移傳感器在使用過程中常因電容結構不穩(wěn)定、寄生電容和電容器極板邊緣效應的干擾而影響其性能。因此,要設法克服這些不利因素。
  1、克服結構不穩(wěn)定的影響
  對結構的影響首先是溫度。顯然電容位移傳感器吸收的能量小,不會因發(fā)熱而改變它的工作點,但是周圍環(huán)境的溫度會改變電容位移傳感器各組成零件的尺寸,另外,介質介電常數(shù)也因溫度的變化而有變化,這些都導致電容的附加變化。要消除這一影響,應在設計傳感器時,精心選取材料,配用二次儀表,應采用溫度補償。這些措施,往往在設計和制造時已考慮,但選用者必須知道這一因素的重要性。
  對結構有影響的第二個因素是濕度。電容位移傳感器有一個重要特點,即電容量一般都很小,僅幾十皮法,甚至幾皮法。如果電源頻率較低,則電容位移傳感器本身的容抗就可高達幾兆歐或幾百兆歐,是一個高阻抗、小功率的傳感元件。對于這樣一個傳感元件,絕緣問題顯得非常突出,在設計和使用時,都要充分考慮到這一點,應選用高絕緣性能的材料制作,并且要采取防潮措施。
  2、消除寄生電容的干擾
  兩導體之間,均可構成電容關聯(lián),因此,電容位移傳感器除了極板間的電容外,極板還可能與周圍物體產(chǎn)生電容關聯(lián),這種附加的電容關聯(lián),稱之為寄生電容。由于電容位移傳感器中的電容本身很小,因此對寄生電容干擾非常敏感,特別是寄生電容極不穩(wěn)定,將導致傳感器的性能不穩(wěn)定。當使用電容位移傳感器時,解決好寄生電容的影響至關重要。
  消除寄生電容的影響,常采用屏蔽和接地技術。即將傳感器放在金屬殼體內(nèi),并將殼體接地,這樣就消除了傳感器與殼體外部物體之間不穩(wěn)定的寄生電容。但是,即使采用了上述措施,還會存在“電纜寄生電容”問題,即由于連接電容位移傳感器的電纜所引起的寄生電容。解決這一問題的途徑,可用有源式傳感器或者“雙層屏蔽等電位傳輸”(又稱驅動電纜)技術。
  3、消除邊緣效應的影響
  電容器極板邊緣存在不均勻電場,造成邊緣效應,使電容傳感器靈敏度下降并且產(chǎn)生非線性誤差,應盡量消除或減少。在結構允許情況下,通常采用等位環(huán)消除邊緣效應。帶有等位環(huán)的電容位移傳感器原理圖。等位環(huán)安在內(nèi)極板(圓形)之外,且與電絕緣但等電位。這樣,極板為均勻電場構成電容傳感器,發(fā)散的不均勻電場在等位環(huán)外測不參與工作。

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