多年來，一種簡單的電容式傳感器已在商業(yè)上用于檢測非金屬物體，盡管它們僅限于短距離，通常低于 1 厘米。通常，電容傳感器是一種接近傳感器，用于通過傳感器形成的電場效應(yīng)來檢測附近的物體。這些類型的傳感器在通過塑料或木材等絕緣材料進(jìn)行觀察的同時感應(yīng)導(dǎo)電材料的能力與雷達(dá)有一些相似之處。

      與雷達(dá)相比，差異是顯著的。電容式傳感器更小、更簡單、更便宜且功耗更低。因此，本文簡要介紹了什么是電容式傳感器及電容式傳感器工作原理。

      什么是電容式傳感器？

      用于在沒有任何物理接觸的情況下檢測液體或固體等目標(biāo)的電子設(shè)備稱為電容式傳感器。為了檢測這些目標(biāo)，電容傳感器將從傳感器的檢測端產(chǎn)生電場。任何可以中斷該電場的目標(biāo)都可以通過該傳感器檢測到。

      電容式傳感器可以檢測的固體材料有紙張、塑料、玻璃、布料和木材。電容式傳感器可檢測的液體有油、油漆、水等。

      電容式傳感器工作原理

      電容式傳感器的工作原理與普通電容器類似。在這種傳感器中，傳感面內(nèi)的金屬板與振蕩電路電連接，被檢測的目標(biāo)可以作為電容器的下一個板。與產(chǎn)生電磁場的電感傳感器不同，電容傳感器產(chǎn)生靜電場。

      電容式傳感器的框圖如下所示。內(nèi)部電容圖如上所示。該傳感器包括一個高頻振蕩器，其感應(yīng)表面由兩個金屬電極構(gòu)成。一旦物體靠近感應(yīng)表面，它就會進(jìn)入電極的靜電場并改變振蕩器的電容。

      因此，一旦達(dá)到一定幅度，振蕩器電路將開始振蕩并改變傳感器的輸出條件。一旦目標(biāo)遠(yuǎn)離電容式傳感器，振蕩器的振幅就會降低，從而將電容式傳感器切換回其原始位置。該傳感器的典型檢測范圍約為 1 英寸或 25 毫米，而某些傳感器的范圍可擴(kuò)展至 2 英寸。

      這些傳感器可以簡單地檢測物體的優(yōu)異介電常數(shù)。因此，這使得檢測非金屬容器內(nèi)的材料成為可能，因為與容器相比，液體的介電常數(shù)要高得多。因此，這提供了傳感器觀察整個容器并檢測液體的能力。為了更好地運(yùn)行，它們必須在溫度和濕度相當(dāng)恒定的情況下使用。

      電容式傳感器公式

      電容傳感器是一種用于電容傳感的器件。它主要基于電容耦合原理。該傳感器可以簡單地檢測和測量不同的事物，如運(yùn)動、化學(xué)成分、位移、電場，并間接檢測許多其他變量，這些變量可以變成介電常數(shù)或運(yùn)動，如加速度、壓力、流體成分和液位。

電容傳感器包括兩個金屬板，它們之間的距離為“d”，面積為“A”。因此，兩個端子之間的電容“C”可以通過以下表達(dá)式給出。

      C = ε0*εr*A/h

      在這里：

      'C' 是法拉第內(nèi)的電容

      'εr' 是絕緣體的相對介電常數(shù)

      'εo' 是自由空間的介電常數(shù)

      'A'是兩個板塊的重疊區(qū)域

      h是兩個板之間間隙的寬度。

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