電容式位移傳感器基于平板電容原理。電容的兩極分別是傳感器和與之相對的被測物體。如果有穩定交流電通過(guò)傳感器,輸出交流電的電壓會(huì )與傳感器到被測物體之間的距離成正比關(guān)系,從而可以通過(guò)測量電壓的變化得到距離信息。
電容位移傳感器是一種非接觸電容式原理的精密測量?jì)x器,具有一般非接觸式儀器所共有的無(wú)磨擦、無(wú)損磨特點(diǎn)外,還具有信噪比大,靈敏度高,零漂小,頻響寬,非線(xiàn)性小,精度穩定性好,抗電磁干擾能力強和使用操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)際應用當中電容式傳感器可以實(shí)現近乎的線(xiàn)性測量。但是,電容傳感器要求探頭到被測物體之間的電介質(zhì)必須均勻恒定。測量系統對于測量范圍內的電介質(zhì)變化非常敏感。源于電磁轉化過(guò)程,電容傳感器可以測量所有金屬。電容測量系統主要測量平板電阻的阻抗值,阻抗值與探頭到被測物體之間的距離成正比。
傳統電容式傳感器,會(huì )從電極側面散發(fā)磁力線(xiàn)。這中磁場(chǎng)會(huì )導致錯誤的測量結果。德國米銥公司的電容式傳感器帶有一個(gè)接地屏蔽環(huán),可以有效減少側面磁場(chǎng)和邊界效應,從而得到更加準確的測量結果。從接地屏蔽環(huán)發(fā)出的磁力線(xiàn)不會(huì )影響測量結果。
高精度測量電容式測量原理是幾種精度最高的測量原理之一。但是問(wèn)題是,如此微小的測量距離會(huì )導致測量信號變化同樣微小。也就是說(shuō),在探頭和被測物體之間僅有很少量的電子可以用來(lái)顯示距離的變化。這意味著(zhù),如果有很小的漏電流或寄生電流流過(guò)探頭到控制器的電路,也會(huì )影響測量結果的準確性。因此,探頭到控制器之間的電纜需要特殊的雙屏蔽電纜。這種特殊的,全封閉的RF電纜保證了高信號質(zhì)量。雙屏蔽電纜與接地磁屏蔽技術(shù)的使用,使高精度測量成為可能。
由于環(huán)境溫度的改變,導致的被測物體導電性變化,對測量結果沒(méi)有影響。電容式測量原理使傳感器甚至可以在波動(dòng)的溫度環(huán)境下使用。