电容式传感器的优缺点

电容式传感器的优缺点

电容式传感器是一种转换器件，它以各种类型的电容器为传感元件，将被测物理量或力学量转变为电容的变化。其实就是一个参数可变的电容器。

我们来看看电容式传感器的优势。

电容式传感器是一种转换器件，它以各种类型的电容器为传感元件，将被测物理量或力学量转变为电容的变化。其实就是一个参数可变的电容器。1.良好的温度稳定性电容传感器的电容值一般与电极材料无关，有利于选择温度系数低的材料，并且由于其发热极小，对稳定性影响不大。但电阻传感器有铜损，容易因发热产生零点漂移。

2、结构简单电感式传感器结构简单，制造容易，精度高，可以做得很小，实现一些特殊的测量。能在高温、强辐射、强磁场等恶劣环境下工作，能承受巨大的温度变化、高压、高冲击、过载等。可以测量超高温低压差，也可以测量磁功。

3.良好的动态响应。由于带电极板间的静电引力很小(约几个10(-5)N)，电感式传感器的作用能量极小，又由于其可动部分可以做得很小很薄，即质量很轻，所以其固有频率很高，动态响应时间短，可以工作在几兆赫的频率，特别适合动态测量。由于其介质损耗低，能以较高的频率供电，所以系统的工作频率高。

可用于测量高速变化的参数。4.非接触测量和高灵敏度。转轴的振动或偏心以及小滚珠轴承的径向游隙可以用非接触方式测量。

采用非接触测量时，电容传感器具有平均效应，可以减小工件表面粗糙度对测量的影响。

电容传感器的电容传感器优缺点

电容式传感器较电阻式传感器、电感式传感器而言具有一定的优势，但其也并不是完美无缺的，其也有缺点存在，下面我们就对电容式传感器的优缺点进行整合：优点：价格便宜、实惠;灵敏度高、准确性好;结构简单;恶劣环境下也可适用;温度稳定性好;具有平均效应;动态响应性好;过载能力强。缺点：输出非线性;寄生电容、分布电容的灵敏度、测量精确度易受影响，不稳定;连接电路较复杂。

电感式和电容式的优缺点

电容式传感器是将被测量(如尺寸、压力等)的变化转换成电容变化量的一种传感器。实际上，电容传感器本身(或和被测物》就是一个可变电容器。

电容式传感器具有一系列突出的优点，如结构简单，体积小，适应性强，温度稳定性好，动态响应好，可以实现非接触测量，其有平均效应等。

　电容式传感器不但广泛应用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量，而且还逐步扩大应用于压力、差压、液面、料面、成分含量等方面的测量。电容式传感器的缺点主要是寄生电容影响较大，用变极距型电容式传感器进行测量时具有非线性。　寄生电容是指连接电容极板的导线电容和传感器本身的泄漏电容。它不但降低了测量灵敏度，而且引起非线性物出，有时可使传感器处于不稳定的工作状态。

　随着材料、工艺、测量电路及集成电路技术的提高，电容式传感器的缺点将不断得到克服，使其优点得以充分发挥。 一、电容式传感器的优点　与电阻式、电感式等传感器相比，电容式传感器具有以下一些优点。　1、温度稳定性好电容式传感器的电容值一般与电极材料无关，仅取决于电极的几何尺寸，且空气等介质损耗很小，其他因素影响甚微(因本身发热极小)。

而电阻式传感器有电阻，工作时会产生大量热量，不仅损失能量，而且造成元件发热，缩短了使用寿命。　2、结构简单，适应性强电容式传感器结构简单，易于制造，能在高低退、强辐射及强磁场等各种恶劣的环境条件下工作，适应能力强，尤其可以承受很大的温度变化，在高压力、高冲击、过载等悄况下都能正常工作，能测超大量的高压和低压差，能对带进工件进行测量。此外，为实现某些特殊要求的测量还可以把传感器的体积做得很小。

　3、动态响应好电容式传感器由于极板间的静电引力很小，需要的作用能量极小，又由于它的可动部分可以做得很小很薄，即质量很轻，因此其固有频率很高，动态响应时间短，能在几兆赫的颇率下工作，特别适合动态测量。又由于其介质损耗小，可以用较高频率供电，因此系统工作频率高，可用于测量高速变化的参数，如测量振动、瞬时压力等。　4、可以实现非接触测量，具有平均效应当被测件不允许接触测量时，电容式传感器可以进行非接触测量。

这种情况下，电容式传感器具有平均效应，可以减小工件表面粗糙度等对测量的影响。电容式传感器除上述优点之外，还因带电极板间的静电引力极小，因此所需输入能量极小，特别适宜低能量输入的测量，例如测量极低的压力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很灵敏，分辨力非常高，能感受。0.Olmm甚至更小的位移。　二、电容式传感器的缺点　1、输出阻抗高，负载能力差电容式传感器的容盆受其电极几何尺寸等限制一般做得不大(为几十到几百皮法，使传感器的输出阻抗很高。

因此电容式传感器负载能力差，易受外界干扰影响而产生不稳定现象，严重时甚至无法工作，必须采取屏蔽措施。容杭大还要求传感器绝缘部分的电阻值极高(几十兆欧以上)，否则绝缘部分将作为旁路电阻而形响传感器的性能(如灵敏度降低)，为此还要特别注意周围环境(如温湿度、清洁度等)对绝缘性能的影响。高频供电虽然可降低传感器的输出阻抗，但放大、传箱远比低频时复杂，且寄生电容形响加大，难以保证工作稳定。　2、寄生电容影响大电容式传感器的初始电容最很小，而其引线电缆电容、测量电路的杂散电容以及传感器极板与其周围导体构成的电容等“寄生电容”却较大，这不仅降低了传感器的灵敏度，而且这些电容(如电缆电容)常常是随机变化的，将使传感器的工作很不稳定，影响测量精度，其变化量甚至超过被测量引起的电容变化量，致使传感器无法工作。

因此对电缆的选择、安装、接法等都有严格的要求。　3、输出特性非线性变极距型电容传感器的输出特性是非线性的，虽可采用差动结构来改善，但不可能完全消除。其他类型的电容传感器只有忽略了电场的边缘效应时，输出特性才呈线性；否则边缘效应所产生的附加电容址将与传感器电容址直接处加，使输出特性非线性。随着材料、工艺、电子技术，特别是集成电路的高速发展，电容式传感器的优点将得到发扬而缺点会不断得到克服，电容式传感器正逐渐成为一种高灵敏度、高梢度，在动态、低压及一些特殊测量方面大有发展前途的传感器。

电容式传感器和电感式传感器相比，有哪些优缺点

电容式传感器可以分为变间距，变面积和变介质类型。总的来讲，可以用于更多被测材质。

而电感式传感器只能用于金属被测物体。

另一个层面，电容传感器需要确保被测环境没有污染，如灰尘，油污和水，应为这些因素会改变介电常数，从而改变测量结果。而电感式传感器对上述因素无感，可以放心用。另外电容传感器精度相对也高一些，但是测量频率可能会稍低。

电容式传感器原理及其优点

电容式传感器本身是一种将其他量的变换以电容的变化体现出来的仪器。它的主要结构由上下两电极、绝缘体、衬底构成。

一般情况下电容式传感器可分为变面积型传感器、变极距型传感器、变介质型传感器。

每种类型作用不相同，使用方法也不同。极距变化型一般用来测量微小的极距变化。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。

电容式传感器原理及其优点
电容式传感器优点
1、高阻抗、小功率,因而所需的输入力很小，输人能量也很低。电容式传感器因带电极板 间静电引力极小(约几个10-5N)，因此所需输入能量极小，所以特别适宜用来解决输入能量低的测量问题，例如测量极低的压力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很灵敏,分辨力非常髙，能感受0.001um甚至更小的位移。
2、温度稳定性好。

传感器的电容值一般与电极材料无关，有利于选择温度系数低的材料，又因本身发热极小，对稳定性影响甚微。

3、结构简单，适应性强，待测体是导体或半导体均可,可在恶劣环境中工作。电容式传感器结构简单,易于制造,可做得非常小巧，以实现某些特殊的测量;能工作在高低温、强辐射及强磁场等恶劣的环境中，也能对带有磁性的工件进行测量。

4、动态响应好。由于极板间的静电引力很小，可动部分做得很小很薄，因此其固有频率很高，动态响应时间短，能在几兆赫的频率下工作，特别适合动态测量，如测量振动、瞬时压力等。
5、可以实现非接触测量，具有平均效应。

例如非接触测量回转轴的振动或偏心、小型滚珠 轴承的径向间隙等。当采用非接触测量时,电容式传感器具有平均效应，可以减小工作表面粗糙 等对测量的影响。

电容式传感器工作原理
电容式传感器的核心部分就是具有可变参数的电容器。若忽略边缘效应，平板电容器的电容C=εA/δ，式中ε为极间介质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积,δ为两电极之间的距离。

δ、A、ε三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，如果保持其中两个不变，而仅仅改变其中一个参数，就可以把该参数的变化转换为电容量的变化，通过测量电路就可以转化为电量输出。

总结：电容式传感器是比较常见的一种小型电子仪器，它的用途广泛、作用大。而且因为它的功率小，比起大功率仪器很有优势，所以更多的人在仪器的选择上肯定会选择功率小，作用同样的电容式传感器。电容式传感器的的使用上也十分稳定，不易发热，同时工作时频率很高。

总之电容式传感器的作用大而且优点同样很多。

电容式传感器的工作原理和特点

电容式传感器原理电容式传感器也常常被人们称为电容式物位计，电容式物位计的电容检测元件是根据圆筒形电容器原理进行工作的，电容器由两个绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成，在两筒之间充以介电常数为e的电解质时，两圆筒间的电容量为C=2∏eL/lnD/d，式中L为两筒相互重合部分的长度；D为外筒电极的直径；d为内筒电极的直径；e为中间介质的电介常数。在实际测量中D、d、e是基本不变的，故测得C即可知道液位的高低，这也是电容式传感器具有使用方便，结构简单和灵敏度高，价格便宜等特点的原因之一。

电容式传感器特点电容式传感器的优点是结构简单,价格便宜，灵敏度高，零磁滞，真空兼容，过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等。

缺点是输出有非线性，寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大，以及联接电路较复杂等。