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德國(guó)IFM電容式傳感器*，*，IFM電容式傳感器。70年代末以來(lái)，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了與微型測(cè)量?jī)x表封裝在一起的電容式傳感器。這種新型的傳感器能使分布電容的影響大為減小，使其固有的缺點(diǎn)得到克服。電容式傳感器是一種用途極廣，很有發(fā)展?jié)摿Φ膫鞲衅鳌?BR>德國(guó)IFM電容式傳感器*部分型號(hào)：
LK1023 LK1024 LK1222 LK1223
LK1224 LK3025 LK3122 LK3123
LK3124 LK7022 LK7023 LK7024
LK8122 LK8123 LK8124 LL8022
LL8023 LL8024 LR7022 LR7023
LR7024 LT8022 LT8023 LT8024
M01393 M01412 ME5002 ME5010
ME5011 ME5012 MFS200 MFS201
MFS202 MFS203 MFS204 MFT200
MFT201 MGS200 MGS201 MGS202
MGT200 MK5004 MK500A MK5013
MK501A MK5022 MK5023 MK5024
MK5029 MK5049 MK5051 MK5054
MK5055 MK5056 MK5057 MK5058
MK5059 MK5100 MK5101 N95000
N95001 N95002 NE5001 NE500A
NE5012 NF5001 NF5002 NF5003
NF5004 NF5008 NF500A NF5010
NF5012 NF501A NF5023 NF5029
NF502A NF5030 NF5031 NF5037
NF5038 NF5039 NG5001 NG5002
NG5003 NG5004 NG500A NG5010
NG5011 NG5016 NG5019 NG501A
NG5021 NG502A NI5001 NI5002
NI5003 NI5004 NI5007 NI500A
NI5011 NI5012 NI501A NI502A
NM500A NM501A NM502A NM503A
NN5001 NN5002 NN5008 NN5009
NN5011 NN5013 NN5015 KG5066
典型的易福門(mén)電容式傳感器由上下電極、絕緣體和襯底構(gòu)成。當(dāng)薄膜受壓力作用時(shí)，薄膜會(huì)發(fā)生一定的變形，因此，上下電極之間的距離發(fā)生一定的變化，從而使電容發(fā)生變化。但電容式壓力傳感器的電容與上下電極之間的距離的關(guān)系是非線(xiàn)性關(guān)系，因此，要用具有補(bǔ)償功能的測(cè)量電路對(duì)輸出電容進(jìn)行非線(xiàn)性補(bǔ)償。
IFM電容式傳感器的初始電容量很小,而傳感器的引線(xiàn)電纜電容(lm~2m導(dǎo)線(xiàn)可達(dá)800 pF)、測(cè) 量電路的雜散電容以及傳感器極板與其周?chē)鷮?dǎo)體構(gòu)成的電容等“寄生電容"卻較大，這一方面降 低了傳感器的靈敏度;另一方面這些電容(如電纜電容)常常是隨機(jī)變化的，將使傳感器工作不穩(wěn) 定，影響測(cè)量精度，其變化量甚至超過(guò)被測(cè)量引起的電容變化量，致使傳感器無(wú)法工作。因此對(duì) 電纜的選擇、安裝、接法都要有要求。
為減小電纜分布電容影響，可將電子線(xiàn) 路的前級(jí)裝在離傳感器敏感部分很近的地 方，或采用所謂“雙層屏蔽等電位傳輸技術(shù)"，
又稱(chēng)“驅(qū)動(dòng)電纜"技術(shù)。這種方法的基本思路 是:連接電纜采用內(nèi)外雙層屏蔽，使內(nèi)屏蔽層 與被屏蔽的導(dǎo)線(xiàn)電位相同，因而兩者之間沒(méi) 有容性電流存在，這樣使引線(xiàn)與內(nèi)屏蔽之間 的電纜電容不起作用，外屏蔽仍被接地而對(duì) 外界電場(chǎng)起屏蔽作用，其原理如圖5 - 15所 示。外屏蔽接地后，對(duì)地之間電容將成為1:1放大器的負(fù)載，它也與電容式傳感器的電 容無(wú)關(guān)。這樣無(wú)論電纜形狀和位置如何變化，都不會(huì)對(duì)易福門(mén)傳感器的工作產(chǎn)生影響。
IFM電容式傳感器與電阻式、電感式等傳感器相比有如下一些優(yōu)點(diǎn)：
(1)高阻抗、小功率,因而所需的輸入力很小，輸人能量也很低。電容式傳感器因帶電極板 間靜電引力極小(約幾個(gè)10-5 N)，因此所需輸入能量極小，所以特別適宜用來(lái)解決輸入能量低的 測(cè)量問(wèn)題，例如測(cè)量極低的壓力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很靈敏,分辨力非常髙，能 感受0.001μm甚至更小的位移。
(2)溫度穩(wěn)定性好。傳感器的電容值一般與電極材料無(wú)關(guān)，有利于選擇溫度系數(shù)低的材料， 又因本身發(fā)熱極小，對(duì)穩(wěn)定性影響甚微。
(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，待測(cè)體是導(dǎo)體或半導(dǎo)體均可,可在惡劣環(huán)境中工作。電容式傳感 器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造,可做得非常小巧，以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測(cè)量;能工作在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng) 磁場(chǎng)等惡劣的環(huán)境中，也能對(duì)帶有磁性的工件進(jìn)行測(cè)量。
(4)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。由于極板間的靜電引力很小，可動(dòng)部分做得很小很薄，因此其固有頻率很 高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短，能在幾兆赫的頻率下工作，特別適合動(dòng)態(tài)測(cè)量，如測(cè)量振動(dòng)、瞬時(shí)壓力等。
(5)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，具有平均效應(yīng)。例如非接觸測(cè)量回轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)或偏心、小型滾珠 軸承的徑向間隙等。當(dāng)采用非接觸測(cè)量時(shí),電容式傳感器具有平均效應(yīng)，可以減小工作表面粗糙 等對(duì)測(cè)量的影響。
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