电容式传感器非接触测量的灵敏度

电容式传感器的优点，因其带电板间的静电引力很小，所需输入力和输入能量小，因而可测低的压力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很灵敏，分辨力高，能感应0.01μm甚至更小的位移。由于其空气等介质损耗小，采用差动结构并接成电桥式时产生的零残小，因此允许电路进行高倍率放大，使仪器具有很高的灵敏度。

1)温度稳定性好

电容式传感器的电容值一般与电材料无关，这有利于选择温度系数低的材料，又因本身发热小，影响稳定性甚微。而电阻传感器有铜损，易发热产生零漂。

2)结构简单

电容式传感器结构简单，易于制造和保证高的精度，可以做得非常小巧，以实现某些特殊的测量；能工作在高温，强辐射及强磁场等恶劣的环境中，可以承受很大的温度变化，承受高压力，高冲击，过载等；能测量超高温和低压差，也能对带磁工作进行测量。

3)动态响应好

电容式传感器由于带电板间的静电引力很小(约几个10^(-5)N)，需要的作用能量小，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，能在几兆赫兹的频率下工作，特别适用于动态测量。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。它可用于测量高速变化的参数。

4)可以非接触测量且灵敏度高

可非接触测量回转轴的振动或偏心率、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，可以减小工件表面粗糙度等对测量的影响。
电容式变送器电路部分的检查

1．接通电源，检查电容式变送器输出端电压信号的状态。若无输出电压，应先检查电源电压是否正常；是否符合供电要求；电源与电容式变送器及负载设备之间有无接线错误。如果电容式变送器接线端子上无电压或性接反均可造成电容式变送器无电压信号输出。排除上述原因，则应进一步检查放大器板线路中元件有无损坏问题；线路板接插件有无接触不良现象，可采取对照正常仪表的测量电压与故障仪表对应的测量电压相比较的方法，确定故障点，必要的情况下可更换有故障的放大器板。在对流量型电容式变送器检查时，对J型电容式放大器板应特别要注意采取防静电措施。

2．接通电源，在给定输入压力信号后，若电容式变送器输出过高（大于10VDC），或输出过低（小于2.0VDC），且改变输入压力信号和调整零点、量程螺钉时输出均无反应。对于这类故障，除检查电容式变送器测量部分敏感部件有无异常外，应检查电容式变送器放大器板上“振荡控制电路部分”工作正常与否。高频变压器T1-12之间正常峰值电压应为25~35VP-P；频率约为32kHz。其次检查放大器板上各运算放大器的工作状况；各部分的元器件有无损坏问题等。此类故障需要更换放大器板。

3．电容式变送器在线路设计和工艺装配质量上要求都十分严格，在实际使用中对出现的线路故障，经检查确认后好与生产厂家联系更换其故障线路板，以确保仪表长期工作的稳定性和可靠性。电路中影响电容式变送器精度的因素很多，主要的有以下几种。

(1)非线性元件的影响 常规的电压、电流电容式变送器多为交流变换器(小互感器)，次级工频交流信号经过整流、滤波、稳压后获得终的直流信号。由于整流二管，它们是非线性器件，因此它的电压、电流曲线均存在非线性特征。

(2)电容式变送器铁芯的影响常规变送器变换中均采用铁芯材料作为导磁介质。一方面由于铁磁材料所表现出来的非线性特征(磁化喵线的起始区和饱和区)，并非是一种理想的线性传输关系，因此必然会对变送器的精度产生影响。另一方面，由于铁磁材料的磁滞性，铁芯对变送器的精度也会产生影响。一般在工频范围内，常规的硅钢片滞后角度在0°～15°内变化，而这个滞后角度的存在相当于增加了无功功率的成分，由于常规功率变送器是把电压和电流信号通过乘法器运算得出功率，所以这个滞后角度也会影响到功率电容式变送器的精度。

(3)运算放大器的影响 常规电量电容式变送器大多由运算放大器组成，温度对运算放大器的工作影响很大，温度发生变化，“零”点漂移，使得工作点不稳定，直接影响了电容式变送器的精度和可靠性。

(4)电容式变送器整定值选取的影响 变送器的整定值虽然在选取时尽可能接近满值，但实际使用时电容式变送器往往不能工作在线性区而造成误差。

(5)阻抗不匹配造成的误差影响

(6)系统不平衡的影响 常规变送器计算功率一般近似认为系统是平衡的，但实际上是不平衡的，系统的这种不平衡往往也对变送器的精度产生影响。

 

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