电容传感器的基础知识与特点
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电容传感器的基础知识与特点
● 电容感应技术可以在任何环境因素下提供可靠的、强大的液位测量解决方案。
● 互电容传感器不易受寄生电容的影响。
● 测量结果的准确性取决于合适的校准、传感器的线性度以及是否能够消除影响性能的因素，比如传导性干扰和环境变化影响。
说到电容感应技术，我们首先想到的是不同设备的用户界面所使用的电容感应按钮。但这是电容感应技术的唯一用途吗？非也。该项技术可用于任何系统输入可能引起电容变化的应用。电容传感器在许多应用中可以取代传统技术，如液体位置测量、湿度感应、金属物体检测等。它不会受环境条件变化的影响，同时更加可靠和稳定。
液体位置测量也是咖啡机等家用电器的一项重要功能。它能探测咖啡机中的水位或者奶瓶容器中牛奶的液位，也能探测洗衣机中洗衣液的用量。液位测量分为两种：
● 点液位测量：这种测量方式，传感器被安置在容器上的不同的区域，用于检测容器满或空的状态，并显示单个的较低分辨率的不连续的液位高度。
● 连续液位测量：正如其名所示，这种传感器可以精确探测到液位的细微变化。
每种传感器都有其各自的使用方式。本文主要介绍连续测量和确保测量精度的一些重要因素。
目前已有多种液位测量方法，包括：
● 磁性浮子：将磁体安装在一个随容器液位变化而移动的浮子上，并会促发杆体中密封的“舌簧开关”。这种解决方案具有很高的可重复性，但由于磁浮子的可移动性，因此寿命较短，可靠性也较低。
● 超声波传感：传感器传输到液体表面的超声波信号与反射的回波信号之间的延迟被转换为相关容器的液位。此类系统可以探测的最大液位取决于收发器的结构。测量会受到温度、压力和湿度等环境因素变化的影响。
● 导电测量：此类设备通过两个导电电极测量传导性。这种方法比前两种更可靠，但无法用于可燃液体。
显然，制造商需要更强大、更可靠、更精确且用途更广泛的液位测量技术。电容感应技术可以满足这些需求。它不使用任何运动部件，能够安全地用于易燃材料，且不会轻易受到环境变化的影响。
● 电容感应技术是最可靠的液位监测方法之一。这是因为液体本身具有导电性，从而引起电容传感器的电容发生变化。
● 电容传感器分为两种：自电容和互电容。自电容使用单个引脚作为传感器，测量该引脚和地面之间的电容。这一电容被称为寄生电容。液体对传感器寄生电容的改变程度取决于液体体积。
● 互电容使用一对引脚。其中一个作为发送器(TX)，另一个作为接收器(RX)。这种方法测量的是两者之间的电容，即互电容。液体会引起互电容的变化，而变化程度取决于液位�；サ缛菔鞘籽〉囊何徊饬糠椒�，其主要原因之一是它无需测量传感器的寄生电容。
教学设备网推荐中人教仪厂的传感器实训设备：检测与传感转换技术实验台(配22种传感器)
ZRJCS-IIIA检测与转换技术实验台是在本公司多年生产传感器技术教学实验装置的基础上，为适应不同类别，不同层次的专业需要，最新推出的模块化的新产品。
ZRJCS-IIIA检测与转换技术实验台主要用于各大、中专院�？璧�“自动检测技术”、“传感器原理与技术”、“非电量电测技术”、“工业自动化仪表与控制”、“机械量电则”等课程的实验需要。（电脑自备）
一、特点：
1、转换电路板采用模块化结构，根据需要选择不同模块，也便于根据教学大纲变动增加新的实验模块。
2、传感器和转化电路模块正面印有电路原理图。这种直观性有助于学生增加感性认识、提高实验效果。
3、一个模块对应一类传感器，实验接线方便，电源具有自动�；すδ�。
传感器采用进口透明有机玻璃制作，比较直观。
二、技术参数
| 输入电源 | AC220V 50Hz | 非线性误差 | ≤ 5% |
| 直流电源 | ± 5V ± 15V | 测量精度 | ≤ 1% |
| 稳压系数 | ± 1% | 功 耗 | 100VA |
| 电压纹波 | ≤ 10mV | 输出电流 | 1A |
三、产品主要结构
ZRJCS-IIIA检测与转换技术实验台由主控台、传感器、实验模块、位移台架、数据采集卡及处理软件、实验台桌六部分组成。
（一）主控台部分
提供高稳定的±5V、±15V、±2V～±10V（可调）、±2V～±24V（连续可调）、直流稳压电源；二组温度电源。主控台面板装有空气开关、电压、频率、转速显示表；温度表，温度控制仪微机电源。低频信号系统源1Hz-30Hz（可调）；音频信号源0.4KHz-10KHz；差动放大器，气压表、储气箱；RS232计算机串行接口。
（二）传感器种类及技术指标：
| 序号 | 实验�？� | 传感器名称 | 量 程 | 精 度 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 电阻霍尔式传感器 | 电阻式传感器 | ± 1mm | ± 1.5% |
| 2 | 霍尔式传感器 | ≥ 2mm | 0.1% | |
| 3 | 电容式传感器 | 电容式传感器 | ± 5mm | ± 1.3% |
| 4 | 电感式传感器 | 电感式传感器 | ± 5mm | ± 3% |
| 5 | 光电式传感器 | 光电式传感器 | 0-2500转/分 | ≤ 1.5% |
| 6 | 涡流式传感器 | 涡流式传感器 | ≥ 1mm | ± 3% |
| 7 | 温度式传感器 | 温度式传感器 | 0-80℃ | ± 2% |
| 8 | 磁电式传感器 | 0 .5V/m | ||
| 9 | 压电式加速度传感器 | 压电式加速度传器 | 1-30Hz | ± 2%/s |
| 10 | 光纤式传感器 | 光纤式传感器 | ≥1.5mm | ± 1.5% |
| 11 | 压力传感器 | 压力传感器 | 0-30kpa | ± 2% |
| 12 | 超声波传感器 | 超声波传感器 | 20-60cm | 1cm |
| 13 | 气敏传感器 | 50-200ppm | ||
| 14 | 湿敏传感器 | 10-95%RH | ± 5% | |
| 15 | 霍尔式转速传感器 | 0-2500 转/分 | ± 1.5% | |
| 16 | 热电偶、热电 | E 型热电偶 | 0-800℃ | ± 3% |
| 17 | Rt100 铂电阻 | 0-800℃ | ± 2% | |
| 18 | 阻传感器 | K 型热电偶 | 0-800℃ | ± 3% |
| 19 | 铜电阻Cu50 | 0-100℃ | ± 3% | |
| 20 | 涡流测速传感器 | 0-2500转/分 | ||
| 21 | 磁电测转速传感器 | 0-2500转/分 | ||
| 22 | 热释电红外传感器 | 热释电红外传感器 | 3200V/W |
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