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德国巴鲁夫balluff电容式传感器优点与劣势

上海伊里德自动化有限公司

2022/5/19 16:44:35

巴鲁夫balluff电容式传感器特点优势,优点。

balluff电容式传感器与电阻式、电感式等传感器比较有如下一些优点:
(1)高阻抗、小功率,因而所需的输入力很小,输人能量也很低。巴鲁夫balluff电容式传感器因带电极板间静电引力极小(约几个10-5 N),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丈量问题,例如丈量极低的压力、力和很小的加速度、位移等,能够做得很灵敏,分辨力十分高,能感受0.001μm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资料无关,有利于选择温度系数低的资料,又因自身发热极小,对稳定性影响甚微。
(3)结构简略,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。巴鲁夫balluff电容式传感器结构简略,易于制造,可做得十分小巧,以实现某些特殊的丈量;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丈量。
(4)动态呼应好。因为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,动态呼应时间短,能在几兆赫的频率下工作,特别适合动态丈量,如丈量振荡、瞬时压力等。
(5)能够实现非触摸丈量,具有平均效应。例如非触摸丈量回转轴的振荡或偏疼、小型滚珠轴承的径向间隙等。当选用非触摸丈量时,电容式传感器具有平均效应,能够减小工作表面粗糙等对丈量的影响。


巴鲁夫balluff电容式传感器存在的不足之处如下:
(1)输出阻抗高,负载能力差。
(2)寄生电容影响大。
电容式传感器的初始电容量很小,而传感器的引线电缆电容(lm~2m导线可达800 pF)、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,这一方面降低了传感器的灵敏度;另一方面这些电容(如电缆电容)常常是随机变化的,将使传感器作业不稳定,影响丈量精度,其变化量乃至超过被丈量引起的电容变化量,致使传感器无法作业。因而对电缆的选择、装置、接法都要有要求。
为减小电缆分布电容影响,可将电子线路的前级装在离传感器敏感部分很近的地方,或选用所谓"双层屏蔽等电位传输技能",又称"驱动电缆"技能。这种方法的基本思路是:连接电缆选用表里双层屏蔽,使内屏蔽层与被屏蔽的导线电位相同,因而两者之间没有容性电流存在,这样使引线与内屏蔽之间的电缆电容不起作用,外屏蔽仍被接地而对外界电场起屏蔽作用。外屏蔽接地后,对地之间电容将成为1:1放大器的负载,它也与电容式传感器的电容无关。这样不管电缆形状和方位怎么变化,都不会对传感器的作业产生影响。试验证明:选用驱动电缆技能,即便电容式传感器电容较小,在传输电缆长达10 m时,传感器仍能很好地作业。

两点留意:
作业频率等于或挨近谐振频率时,谐振频率破坏了电容的正常作用。因而,作业频率应该先择低于谐振频率。电容式传感器的有效电容除与位移有关外,还与角频率有关。因而,在实际应用时有必要与标定的条件相同。

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