كيفية عمل أجهزة الاستشعار بالسعة
تستخدم أجهزة الاستشعار بالسعة أنواعا مختلفة من المكثفات كعناصر استشعار. بسبب التغيير في القيمة المقاسة، ستتغير سعة المكثف. من خلال دائرة القياس ، يمكن تحويل التغيير في السعة إلى إخراج إشارة كهربائية. من خلال قياس حجم الإشارة الكهربائية، يمكن الحكم على الحجم المقاس. هذا هو مبدأ العمل الأساسي لأجهزة الاستشعار بالسعة.
مزايا أجهزة الاستشعار بالسعة
1. استقرار درجة الحرارة جيدة
قيمة السعة للمستشعر السعي مستقلة بشكل عام عن مادة القطب الكهربائي ، مما يؤدي إلى اختيار المواد ذات معاملات درجة الحرارة المنخفضة ، وبسبب توليد الحرارة الصغير جدا ، لا يتأثر الاستقرار كثيرا. جهاز استشعار المقاومة لديه فقدان النحاس، والتي من السهل لتوليد الانجراف صفر بسبب توليد الحرارة.
2. بنية بسيطة
جهاز الاستشعار بالسعة لديه بنية بسيطة، وسهلة الصنع ويضمن دقة عالية، ويمكن أن تكون صغيرة جدا لتحقيق بعض القياسات الخاصة. يمكن أن تعمل في بيئات قاسية مثل ارتفاع درجة الحرارة، والإشعاع القوي والمجالات المغناطيسية القوية، ويمكن أن تحمل درجات الحرارة الكبيرة التغيير، وتحمل الضغط العالي، وارتفاع تأثير، والحمل الزائد، وما إلى ذلك؛ يمكن قياس درجة الحرارة العالية جدا وانخفاض فرق الضغط، ويمكن أيضا قياس العمل المغناطيسي.
3. استجابة ديناميكية جيدة
نظرا لجاذبية كهربائية صغيرة بين لوحات القطب الكهربائي (حوالي 10 ^(-5)N) ، يحتاج جهاز الاستشعار السعة إلى القليل جدا من الطاقة ، ولأن الجزء المنقول منه يمكن أن يكون صغيرا جدا ورقيقا ، أي الكتلة فهو خفيف جدا ، لذلك فإن تردده الطبيعي مرتفع ، ووقت الاستجابة الديناميكي قصير ، ويمكن أن يعمل على ترددات العديد من الميغاهيرتز ، وهو مناسب بشكل خاص للقياسات الديناميكية. وبسبب خسارتها العازلة الصغيرة، يمكن تشغيلها بتردد أعلى، لذلك يعمل النظام بتردد عال. ويمكن استخدامه لقياس المعلمات المتغيرة بسرعة.
4. قياس عدم الاتصال وحساسية عالية
قياس عدم الاتصال من الاهتزاز أو الشذوذ من مهاوي دوارة، إزالة شعاعي من محامل الكرة الصغيرة، الخ. عند استخدام قياس عدم الاتصال ، يكون للمستشعر السعي تأثير متوسط ، مما يمكن أن يقلل من تأثير الخشونة السطحية للشغل على القياس.
بالإضافة إلى المزايا المذكورة أعلاه، يمكن لأجهزة الاستشعار بالسعة قياس الضغط المنخفض للغاية، والقوة، والتسارع الصغير، والتشريد، وما إلى ذلك. ويمكن أن تكون حساسة جدا، مع دقة عالية، ويمكن الشعور النزوح من 0.01μm أو أصغر من ذلك. نظرا لفقدانه الصغير للوسط مثل الهواء ، فإن بقايا الصفر المتولدة عندما يكون الهيكل التفاضلي متصلا في نوع الجسر صغيرة جدا ، لذلك يسمح للدائرة بإجراء تضخيم تكبير عالي ، بحيث يكون للصك حساسية عالية.
عيوب أجهزة الاستشعار بالسعة
1. ارتفاع مقاومة الناتج وضعف قدرة التحميل.
بغض النظر عن نوع جهاز الاستشعار بالسعة ، محدودة من الحجم الهندسي للوح القطب ، وسعة صغيرة جدا ، وعشرات إلى مئات من picofarads (pF) ، وبالتالي فإن مقاومة الناتج من استشعار القدرات عالية جدا ، تصل إلى ~ Ω. نظرا لارتفاع مقاومة الإخراج ، فإن طاقة الإخراج صغيرة ، وطاقة الحمل ضعيفة ، وتتأثر بسهولة بالتداخل الخارجي وتسبب عدم الاستقرار ، وحتى لا يمكن أن تعمل في الحالات الشديدة.
2. السعة الطفيلية لها تأثير كبير.
والسعة الأولية للمستشعر السعي صغيرة جدا، في حين أن سعة الكبل الرصاصي الذي يربط المستشعر والدائرة الإلكترونية، والسعة الضالة للدائرة الإلكترونية، والسعة التي تشكلها اللوحة السعة والموصلات المحيطة كبيرة نسبيا. وجود السعة الطفيلية لا يقلل فقط من حساسية القياس ، ولكن أيضا يسبب الإخراج غير الخطي. وبما أن السعة الطفيلية تتغير بشكل عشوائي، فإن المستشعر في حالة عمل غير مستقرة، مما يؤثر على دقة القياس.