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電容傳感器的工作原理是什麼

電容傳感器的工作原理基於電容器的基本特性,即電容器兩極板之間的電容量(C)與它們之間的距離(d)、所覆蓋的面積(S)以及介電常數(ε)有關。當這些參數中的任何一箇發生變化時,電容器的電容量也會隨之改變。

電容傳感器可以分爲以下三種類型:

變極距型電容傳感器:當動極板(可動極板)因被測物體作用而移動,改變了兩極板之間的距離d,從而引起電容量變化。這種傳感器在Δd/d很小時,電容量與Δd近似爲線性關係,因此常做成差動形式以提高靈敏度和減少外界干擾的影響。

變面積型電容傳感器:動極板移動引起兩極板間有效覆蓋面積S的變化,導致電容量變化。這種傳感器的輸出特性在一定範圍內是線性的,靈敏度爲常數,適用於檢測直線位移、角位移、尺寸等參量。

變介電常數型電容傳感器:當被測非導電液體插入電容器兩極板間,液體的介電常數會影響電容器的電容量。這種傳感器適用於檢測液位高度等參量。

在實際應用中,電容傳感器的工作原理可以通過振盪器反饋電路來解釋。當物體靠近傳感器板時,反饋電容出現,導致振盪器開始振盪。觸發電路感應振盪水平並控制輸出端開關裝置的狀態,使得物體越遠離傳感器尖端時振盪幅度降低,而靠近時幅度增加。

綜上所述,電容傳感器的工作原理是通過測量電容量的變化來轉換成電量輸出,這種變化是由於被測物體的作用導致電容器參數(如極距、面積或介電常數)的改變。