圖爾克turck傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種裝置,它本身就是一種可變電容器。由于這種傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單,體積小,動態(tài)響應(yīng)好,靈敏度高,分辨率高,能實現(xiàn)非接觸測量等特點,因而被廣泛應(yīng)用于位移、加速度、振動、壓力、壓差、液位、等分含量等檢測領(lǐng)域。
這里主要介紹電容式傳感器的原理、結(jié)構(gòu)類型、測量電路及其工程應(yīng)用。當(dāng)被測量的變化使S、d 或ε 任意一個參數(shù)發(fā)生變化時,電容量也隨之而變,從而完成 了由被測量到電容量的轉(zhuǎn)換。
中的三個參數(shù)中兩個固定,一個可變,使得電容式傳感器有三種基本類型: 變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感器和變介電常數(shù)型電容傳感器。電容式傳感器的測量電路就是將電容式傳感器看成一個電容并轉(zhuǎn)換成電壓或其他電量
的電路。因此,常用的測量電路主要有橋式電路、調(diào)頻電路、脈沖寬度 制電路、運算放大器電路、二極管雙 T 形交流電橋和環(huán)行二極管充放電法等。 調(diào)頻電路實際是把電容式傳感器作為振蕩器諧振回路的一部分,當(dāng)輸入量導(dǎo)致電容量發(fā)生變化時,振蕩器的振蕩頻率就發(fā)生變化。雖然可將頻率作為測量系統(tǒng)的輸出量,用以判斷被測非電量的大小,但此時系統(tǒng)是非線性的,不易校正,因此必須加入鑒頻器,將頻率的變化轉(zhuǎn)換為電壓振幅的變化,經(jīng)過放大就可以用儀器指示或記錄儀記錄下來。
調(diào)頻電容傳感器測量電路具有較高的靈敏度,可以測量高至 0.01 μm 級位移變化量。信號的輸出頻率易于用數(shù)字儀器測量,并與計算機通信,抗干擾能力強,可以發(fā)送、接收以達到遙測遙控的目的。
因此,在實際應(yīng)用中,常采用差動式結(jié)構(gòu),既使靈敏度提高 1 倍,又使非線性誤差大大降低,抗干擾能力增強。
德國圖爾克turck傳感器的使用原理//圖爾克的介紹
turck傳感器具有如下特點。
(1) 結(jié)構(gòu)簡單,適應(yīng)性強
電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡單,易于制造,精度高;可以做得很小,以實現(xiàn)某些特殊的測量,電容式傳感器一般用金屬作電極,以無機材料作絕緣支承,因此可工作在高低溫、強輻射及強磁場等惡劣的環(huán)境中,能承受很大的溫度變化,承受高壓力、高沖擊、過載等;能測超高壓和低壓差。
(2) 動態(tài)響應(yīng)好
電容式傳感器由于極板間的靜電引力很小,需要的作用能量極小,可動部分可以做得小而薄,質(zhì)量輕,因此固有頻率高,動態(tài)響應(yīng)時間短,能在幾兆赫的頻率下工作,特適。
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