Виды емкостных датчиков

Емкостными датчиками называется устройство для преобразования механических перемещений в электрический сигнал, представляющее собой плоскопараллельный или цилиндрический электрический конденсатор, у которого при изменении линейного или углового размера меняется зазор между пластинами или площадью их взаимного перекрытия.

Достоинства приборов с емкостным датчиком:

1. Высокая линейность выходной характеристики (отклонение от линейности можно обеспечить в пределах 0,0001-0,00001%).

2. Высокая чувствительность, т.е. может быть получена цена деления.

3. Возможность обеспечить большой диапазон показаний.

4. Возможность обеспечения малых измерительных усилий и даже бесконтактных измерений.

Недостатки приборов с емкостным датчиком.

1. Большое выходное электрическое сопротивление, что усложняет сопряжение с электронным блоком и его конструкцию.

2. Большая по сравнению с индуктивным прибором чувствительность к внешним условиям и элементам электрической цепи (колебание температуры изменяет полезную площадь конденсаторов и расстояние между ними, внешние присоединительные кабели воздействуют как дополнительная емкость, влажность изменяет диэлектрическую проницаемость и т. д.).

3. Необходимость снимать сигнал с подвижного элемента (с подвижной обкладки).

Достоинства приборов с электрическим принципом действия:

1. Возможность получения практически любого передаточного отношения.

2. Аналоговый (непрерывный) характер выдаваемой измерительной информации.

3. Измерительная информация может быть использована для считывания по шкале или цифровой индикации, или регистрироваться записывающими (печатными) устройствами, или подвергаться математической обработке с помощью электронных устройств.

4. Дистанционность измерения без ограничения расстояния.

5. Возможность сочетания с механическим, оптическим и пневматическим принципами действия.

6. Возможность разработки датчиков малых габаритных размеров, хотя это иногда и приводит к погрешностям от температурных деформаций, если датчик имеет габаритные размеры (диаметр), значительно отличающиеся от размеров элементов стойки, образующих с ним механическую измерительную размерную цепь.

7. Универсальный источник питания — электрический ток.

8. Возможность иметь в одном приборе несколько цен делений и диапазонов показаний.

9. Возможность использования отдельно функциональных блоков, узлов и деталей, применяемых в общей электротехнике и радиотехнике, т. е. возможность создания приборов на так называемой стандартной элементной базе.

Недостатки приборов с электрическим принципом действия:

1. Сложные схемы и конструкции по сравнению с механическими и пневматическими приборами, требующие для обслуживания специалистов узкого профиля.

2. Высокая относительная стоимость приборов.

3. Недостаточно высокая надежность, причем особенно опасны постепенные отказы, которые по внешнему виду прибора невозможно обнаружить.

4. Некоторая трудность измерения из-за неудобства расположения датчика (где производится непосредственно измерение) относительно электронного блока (где производится отсчет показаний).