电容传感器

电容传感器是指将被测量（如尺寸、压力等）的变化转换成电容量变化的一种传感器。实际上，它本身（或和被测物体）就是一个可变电容器。

电容传感器原理
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电容传感器应用
电容传感器基本介绍
电容传感器常见问题
电容传感器特点
电容传感器分类介绍
电容传感器改善方法
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金属电容传感器简介
电容式传感器类别划分
电容式传感器分类

电容传感器图片

电容传感器基本信息

中文名	电容传感器	外文名	Capacitive Transducer
实质	一类传感器	特点	结构简单等
应用	测量金属表面状况等	学科	电子工程

电容传感器原理

由物理学知识可知，在忽略边缘效应的情况下，平板电容器的电容量为

式中，

——真空的介电常数，

；

ε——极板间介质的相对介电系数，在空气中，ε=1；

A——极板的重合面积，m²；

δ——两平行极板间的距离，m。

上式表明，当被测量δ，A或ε发生变化时，都会引起电容的变化。如果保持其中的两个参数不变，仅改变另一个参数，就可以把该参数的变化变换为单一电容量的变化，再通过配套的测量电路，将电容的变化转换为电信号输出。根据电容器参数变化的特性，电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三种，其中极距变化型和面积变化型的应用较广泛。

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电容传感器造价信息

市场价

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询价

材料名称	规格/型号	市场价（除税）	工程建议价（除税）	品牌	单位	税率	供应商
氨氮PH传感器	XRP6714DK	查看价格	查看价格	南京新锐鹏	台	13%	株洲中车机电科技有限公司
COD传感器	XRP6602D	查看价格	查看价格	南京新锐鹏	台	13%	株洲中车机电科技有限公司
氨氮PH传感器	型号:DNH1000	查看价格	查看价格	天健创新	套	13%	天健创新（北京）监测仪表股份有限公司
SS传感器	型号:IDT1000	查看价格	查看价格	天健创新	套	13%	天健创新（北京）监测仪表股份有限公司
COD传感器	型号:UVC1000	查看价格	查看价格	天健创新	套	13%	天健创新（北京）监测仪表股份有限公司
SS传感器	XRP7801D	查看价格	查看价格	南京新锐鹏	台	13%	株洲中车机电科技有限公司
无磁发讯传感器	NWM-HRI(配套WS系列水表)	查看价格	查看价格	宁波	台	13%	宁波水表股份有限公司
磁发讯传感器	HRI40-125(配套WPD系列水表)	查看价格	查看价格	宁波	台	13%	宁波水表股份有限公司

材料名称	除税信息价	含税信息价	单位	地区/时间
臭氧传感器	查看价格	查看价格	组	广东2022年1季度信息价
噪声传感器	查看价格	查看价格	组	广东2022年1季度信息价
噪声传感器	查看价格	查看价格	组	广东2021年4季度信息价
噪声传感器	查看价格	查看价格	组	广东2021年2季度信息价
臭氧传感器	查看价格	查看价格	组	广东2020年4季度信息价
臭氧传感器	查看价格	查看价格	组	广东2020年3季度信息价
噪声传感器	查看价格	查看价格	组	广东2020年1季度信息价
噪声传感器	查看价格	查看价格	组	广东2022年3季度信息价

材料名称	规格/需求量	报价数	最新报价（元）	供应商	报价地区	最新报价时间
容式传感器	BCS D22T408-XXS10C\|2个	1	查看价格	福建菱瑞自动化科技有限公司	全国	2018-11-15
CO传感器	CO传感器\|1个	3	查看价格	广州市熹尚科技设备有限公司	广东	2021-11-05
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传感器	光敏传感器\|1个	3	查看价格	欧普照明股份有限公司	全国	2020-03-09

电容传感器应用

电容传感器可以直接测量的非电量为：直线位移、角位移及介质的几何尺寸（或称物位），直线位移及角位移可以是静态的，也可以是动态的，例如是直线振动及角振动。用于上述三类非电参数变换测量的变换器一般说来原理比较简单，无需再作任何预变换。

用来测量金属表面状况、距离尺寸、振幅等量的传感器，往往采用单极式变间隙电容传感器，使用时常将被测物作为传感器的一个极板，而另一个电极板在传感器内。近年来已采用这种方法测量油膜等物质的厚度。这类传感器的动态范围均比较小，约为十分之几毫米左右，而灵敏度则在很大程度上取决于选材、结构的合理性及寄生参数影响的消除。精度达到0.1μm，分辨力为0.025μm。可以实现非接触测量，它加给被测对象的力极小，可忽略不计。

测物位的传感器多数是采用电容式传感器作转换元件。电容式传感器还可用于测量原油中含水量、粮食中的含水量等。

当电容传感器用于测量其他物理量时，必须进行预变换，将被测参数转换成d，S或ε的变化。例如在测量压力时，要用弹性元件先将压力转换成d的变化。

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电容传感器基本介绍

用电测法测量非电学量时，首先必须将被测的非电学量转换为电学量而后输入之。通常非电学量变换成电学量的元件称为变换器；根据不同非电学量的特点设计成的有关转换装置称为传感器，而被测的力学量（如位移、力、速度等）转换成电容变化的传感器称为电容传感器。

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电容传感器常见问题

电涡流传感器和电容传感器的区别是什么？电容和电感器的却别？

电感式传感器通过电磁感应原理测量被测物，当输入物理量改变时，会转换成自感系数或互感系数的变化，再转换为电压或电流的变化，从而实现对被测物的测量，电涡流属于互感式。电容传感器主要是通过将输入量的变化转换...
电容式传感器和电感式传感器的区别

电容式传感器可以分为变间距，变面积和变介质类型。总的来讲，可以用于更多被测材质。而电感式传感器只能用于金属被测物体。另一个层面，电容传感器需要确保被测环境没有污染，如灰尘，油污和水，应为这...
电容式传感器和电感式传感器相比，有哪些优缺点

电容式传感器可以分为变间距，变面积和变介质类型。总的来讲，可以用于更多被测材质。电感式传感器只能用于金属被测物体。电容传感器需要确保被测环境没有污染，如灰尘，油污和水，应为这些因素会改变介电常数，从而...

电容传感器特点

电容传感器有如下一些特点：

①结构简单；

②动作时需要能量低，由于带电极板间静电吸引力很小（约几个

N），因此电容传感器特别适宜用来解决输入能量低的测量问题；

③动态特性好，电容传感器的相对变化量只受线性和其它实际条件的限制，如果使用高线性电路时，电容变化量可达100%或更大；

④自然效应小；

⑤动态响应快以及能在恶劣的环境下工作。但由于电容传感器的初始电容较小，受引线电容、寄生电容的干扰影响较大；另一方面电容传感器输出特性为非线性。

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电容传感器分类介绍

油液的污染形式通常是金属磨粒、氧化物、油泥、结碳、水分、沉淀物、燃油以及氢、氯、热、电、空气等造成的污

染。油液污染后其物理或化学性能都会生变化，根据介电常数的变化，便可综合测定在用油的总体污染程度和质量。

FW-C1型电容式润滑油实时在线监测传感器

本传感器采用电容式测量方法，可以在线准确测定润滑油的污染程度，包括氧化程度、含水量和其它机械化学杂质污染度，从而精确测定润滑油质量，判定是否需要更换润滑油，即可节约油料，又能预测设备故障，是设备润滑油管理中改变传统的按期换油，实现按质换油的关键部件。本传感器采用螺纹连接，体积小，重量轻，结构可靠，是理想的在线润滑油检测传感器，可普遍应用于各类大型动力机械，轴承，齿轮箱，泵机和汽轮机的润滑油检测质量实时检测中。该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连，实现数据存储，积算、传输和控制功能。

FWS-CⅡ型在线电容式水分检测传感器

本传感器采用电容式测量方法，在线检测各种工作机械的液压、润滑系统介质的含水率，特别是外部水容易渗入机械内部的轧钢机、造纸机、汽轮机、船舶机械。监视循环油系统是否存在泄漏，如水冷却器等。监视工作机械的密封元件是否损坏，引起外部水渗入。监视环境空气湿度对润滑液压系统油品品质和含水率的影响。，从而精确测定润滑油质量，预测设备故障，是设备润滑油管理中的关键部件。本传感器采用螺纹连接，体积小，重量轻，结构可靠，测量精度高，工作稳定，具有较强的抗电磁干扰性能。封闭型不锈钢制外壳具有很好的防水防尘性能。可直接安装于工厂现场液压润滑管道上。是理想的在线水分检测传感器。

该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连，在线、连续、实时的检测各种低水分油品的含水率。直接显示，远程控制和报警。实现数据存储，积算、传输和控制功能。普遍应用于大中型机械联动机组的液压、润滑循环系统例如：高线轧机和板带轧机润滑油系统、板带轧机和棒线轧机液压传动系统、汽轮发电机组润滑系统、造纸机组润滑系统、船舶机械润滑系统、燃料油库。粘度计，污染度，湿度计电容式传感器

电容传感器的测量方法

有多种测量电容的方法。但只有运算电容法适合自动在线测量。应用中使用较多的有直流充放电法和交流法。从信号处理过程来看，充放电法与交流法并无本质区别。

充放电法的信号处理流程如图1.

交流法的信号处理流程如图2.

因此，可以将两个电路统一起来。信号流程图如图3.

相控整流电路对输入噪声信号的频谱产生搬移的作用。低频噪声成分被搬移到高频段，高频噪声成分被搬移到低频段。

相控整流输出的信号将被送入到低通滤波器中处理。输出噪声信号中的高频成分将被滤除掉。因此，相控整流电路输入信号中的低频噪声不会对最终测量结果产生影响。而(2n-1)fc附近的噪声将被搬移到低频出，影响最终测量结果。

为使测量电路有较高的分辨率，应使输入到相控整流电路的信号有较大的幅度，并有较高的信噪比。

前级放大电路，不但将信号放大，同时也引入了噪声。放大电路引入的噪声是由放大电路本身决定的。信号经过一级处理电路后，将加入固定幅度的噪声。因此，在输出信号幅度一定时，信号的信噪比与信号的平均值成正比。

充放电法，在施加方波激励时，交流放大输出的是窄脉冲，信号占空比很低。因此，信噪比也很低。其次，放大脉冲信号要较大的带宽，高次谐波两侧的噪声也将被相控整流器搬移到低频段，加大了低频噪声。

交流法，使用单频率正弦信号作为激励。信号平均值大，因而能得到较高的输出信噪比。同时，由于所处理的信号为单一频率正弦信号，可以使用窄带带通放大器，减小放大器引入的噪声，进一步输出信号的信噪比。

交流法测量变换电路可以得到更高的分辨率。而电路结构并不会比充放电法复杂。因此选用交流激励信号来构成本测量系统。

激励电路设计

激励电路输出固定频率的正弦波。要求正弦波频率、幅度、相位恒定，便于同后级相控整流驱动信号同步，便于在大范围内调整与相控整流驱动信号的相对相位。

本设计中，使用高精度、低噪声基准稳压源保证生成的脉冲信号幅度的稳定。使用温补振荡器产生高频高稳定度的信号，通过分频得高频率稳定度、低相位抖动的到控制信号。然后经过带通滤波放大得到激励信号输出。

电压基准源的选择

理想的电压基准源应该是内阻为零，不论电流是流进去还是流出来，都应当保持输出电压恒定。内阻为零的基准源是不存在的，然而内阻只有毫欧数量级的基准源是可以做得到的。基准源的工作原理、参数和选择方法，对于系统设计是一个颇为重要的因素。

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电容传感器改善方法

为了提高电容传感器的灵敏度、减小界干扰、寄生电容及漏电的影响和减小线性误差，可采用以下措施：

①由于当d减小时可使电容量加大从而使灵敏度增加，但d过小容易引起电容器击穿，一般可以在极板间放置云母片来改善；

②提高电源频率；

③用双层屏蔽线，将电路同电容传感器装在一个壳体中，可以减小寄生电容及外界干扰的影响。解读词条背后的知识

- 阿旭的世界 科技领域爱好者
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  2020-07-250
- 响拇指电子 深圳响拇指电子科技有限公司
  什么是电容传感器？
  
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  2019-08-230