Kaip veikia talpiniai jutikliai
Talpiniai jutikliai naudoja įvairių tipų kondensatorius kaip jutimo elementus. Dėl išmatuotos vertės pasikeitimo pasikeis kondensatoriaus talpa. Per matavimo grandinę talpos pokytis gali būti konvertuojamas į elektrinio signalo išvestį. Išmatavus elektrinio signalo dydį, galima spręsti apie išmatuotą dydį. Tai yra pagrindinis talpinių jutiklių veikimo principas.
Talpinių jutiklių privalumai
1. Geras temperatūros stabilumas
Talpinio jutiklio talpos vertė paprastai nepriklauso nuo elektrodo medžiagos, kuri yra palanki pasirinkti medžiagas su žemais temperatūros koeficientais ir turi mažai įtakos stabilumui dėl labai mažo šilumos generavimo. Atsparumo jutiklis turi vario nuostolių, todėl dėl šilumos susidarymo lengva sukurti nulinį dreifu.
2. Paprasta struktūra
Talpinis jutiklis yra paprastos konstrukcijos, jį lengva gaminti ir užtikrina aukštą tikslumą, jį galima padaryti labai mažą, kad būtų galima atlikti kai kuriuos specialius matavimus; jis gali veikti atšiaurioje aplinkoje, pvz., aukštoje temperatūroje, stiprioje spinduliuotėje ir stipriuose magnetiniuose laukuose, ir gali atlaikyti dideles temperatūros pokyčius, atlaikyti aukštą slėgį, didelį poveikį, perkrovą ir pan.; gali išmatuoti itin{0}}aukštą temperatūros ir žemo slėgio skirtumą, taip pat gali išmatuoti magnetinį darbą.
3. Geras dinaminis atsakas
Dėl mažos elektrostatinės traukos tarp elektrodų plokštelių (apie kelis 10(-5)N) talpiniam jutikliui reikia labai mažai energijos, o judamoji jo dalis gali būti labai maža ir plona, tai yra masė Tai labai šviesos, todėl jos natūralus dažnis aukštas, dinaminės reakcijos laikas trumpas, gali dirbti kelių megahercų dažniais, o tai ypač tinka dinaminiams matavimams. O dėl mažų dielektrinių nuostolių jis gali būti maitinamas didesniu dažniu, todėl sistema veikia aukštu dažniu. Jis gali būti naudojamas greitai besikeičiantiems parametrams matuoti.
4. Ne{1}}kontaktinis matavimas ir didelis jautrumas
Ne{0}}bekontaktinis sukamųjų velenų vibracijos arba ekscentriškumo matavimas, mažų rutulinių guolių radialinis tarpas ir kt. Naudojant be-kontaktinį matavimą, talpinis jutiklis turi vidurkinimo efektą, kuris gali sumažinti matuojant ruošinio paviršiaus šiurkštumą.
In addition to the above advantages, capacitive sensors can measure extremely low pressure, force, and small acceleration, displacement, etc. It can be made very sensitive, with high resolution, and can sense displacements of 0.01μm or even smaller. Due to its small loss of medium such as air, the zero residual generated when the differential structure is connected in a bridge type is small, so the circuit is allowed to perform high magnification amplification, so that the instrument has high sensitivity.
Talpinių jutiklių trūkumai
1. Didelė išėjimo varža ir prasta apkrova.
No matter what type of capacitive sensor, limited by the geometric size of the electrode plate, its capacitance is very small, generally tens to hundreds of picofarads (pF), so the output impedance of the capacitive sensor is very high, up to Ω. Due to the high output impedance, the output power is small, the load capacity is poor, and it is easily affected by external interference and causes instability, and even cannot work in severe cases.
2. Parazitinė talpa turi didelę įtaką.
Pradinė talpinio jutiklio talpa yra labai maža, o laido, jungiančio jutiklį ir elektroninę grandinę, talpa, elektroninės grandinės klaidoji talpa ir talpinės plokštės bei aplinkinių laidininkų suformuota talpa yra gana didelė. Parazitinės talpos buvimas ne tik sumažina matavimo jautrumą, bet ir sukelia netiesinę išvestį. Kadangi parazitinė talpa kinta atsitiktinai, jutiklis yra nestabilios darbinės būsenos, o tai turi įtakos matavimo tikslumui.