Comment fonctionnent les capteurs capacitifs
Les capteurs capacitifs utilisent différents types de condensateurs comme éléments de détection. En raison du changement de la valeur mesurée, la capacité du condensateur changera. Grâce au circuit de mesure, la variation de capacité peut être convertie en une sortie de signal électrique. En mesurant l'amplitude du signal électrique, l'amplitude mesurée peut être jugée. C'est le principe de fonctionnement de base des capteurs capacitifs.
Avantages des capteurs capacitifs
1. Bonne stabilité de température
La valeur de capacité du capteur capacitif est généralement indépendante du matériau de l'électrode, ce qui favorise le choix de matériaux à faible coefficient de température, et a peu d'influence sur la stabilité du fait de sa très faible génération de chaleur. Le capteur de résistance a une perte de cuivre, ce qui permet de générer facilement une dérive nulle en raison de la génération de chaleur.
2. Structure simplifiée
Le capteur capacitif a une structure simple, est facile à fabriquer et assure une grande précision, et peut être rendu très petit pour réaliser certaines mesures spéciales ; il peut fonctionner dans des environnements difficiles tels que des températures élevées, des rayonnements puissants et des champs magnétiques puissants, et peut résister à des changements de température élevés, résister à des pressions élevées, à des chocs importants, à des surcharges, etc. peut mesurer une différence de température et de basse pression ultra-ultra élevée, et peut également mesurer le travail magnétique.
3. Bonne réponse dynamique
En raison de la faible attraction électrostatique entre les plaques d'électrodes (environ quelques 10(-5)N), le capteur capacitif nécessite très peu d'énergie, et sa partie mobile peut être rendue très petite et fine, c'est-à-dire la masse C'est très lumière, sa fréquence naturelle est donc élevée, le temps de réponse dynamique est court et il peut fonctionner à des fréquences de plusieurs mégahertz, ce qui est particulièrement adapté aux mesures dynamiques. Et en raison de sa faible perte diélectrique, il peut être alimenté à une fréquence plus élevée, de sorte que le système fonctionne à une fréquence élevée. Il peut être utilisé pour mesurer des paramètres à évolution rapide.
4. Mesure sans-contact et haute sensibilité
Mesure sans-contact des vibrations ou de l'excentricité des arbres rotatifs, du jeu radial des petits roulements à billes, etc. Lors de l'utilisation de la mesure sans-contact, le capteur capacitif a un effet de moyenne, qui peut réduire l'influence de la rugosité de la surface de la pièce sur la mesure.
In addition to the above advantages, capacitive sensors can measure extremely low pressure, force, and small acceleration, displacement, etc. It can be made very sensitive, with high resolution, and can sense displacements of 0.01μm or even smaller. Due to its small loss of medium such as air, the zero residual generated when the differential structure is connected in a bridge type is small, so the circuit is allowed to perform high magnification amplification, so that the instrument has high sensitivity.
Inconvénients des capteurs capacitifs
1. Impédance de sortie élevée et faible capacité de charge.
No matter what type of capacitive sensor, limited by the geometric size of the electrode plate, its capacitance is very small, generally tens to hundreds of picofarads (pF), so the output impedance of the capacitive sensor is very high, up to Ω. Due to the high output impedance, the output power is small, the load capacity is poor, and it is easily affected by external interference and causes instability, and even cannot work in severe cases.
2. La capacité parasite a une grande influence.
La capacité initiale du capteur capacitif est très faible, tandis que la capacité du câble conducteur reliant le capteur et le circuit électronique, la capacité parasite du circuit électronique et la capacité formée par la plaque capacitive et les conducteurs environnants sont relativement importantes. L'existence d'une capacité parasite réduit non seulement la sensibilité de la mesure, mais provoque également une sortie non linéaire. Étant donné que la capacité parasite change de manière aléatoire, le capteur est dans un état de fonctionnement instable, ce qui affecte la précision de la mesure.