什么是电容式传感器？其工作原理是怎样的？

多年来，一种简单的电容传感器一直用于商业检测非金属物体，尽管它们仅限于短距离，通常低于 1 厘米。通常，电容式传感器是通过传感器形成的电场效应检测附近物体的接近传感器。这些类型的传感器与雷达有一些相似之处，可以通过塑料或木材等绝缘材料感知导电材料。

与雷达相比，差异显著。电容式传感器更小、更简单、更便宜、功耗更低。因此，本文简要介绍了电容式传感器及其与应用程序的工作原理。

什么是电容传感器？
在没有任何物理接触的情况下检测液体或固体的电子设备称为电容传感器。为了检测这些目标，电容传感器从传感器的检测端产生一个电场。通过传感器可以检测到任何可以中断电场的目标。
纸张、塑料、玻璃、布和木材是电容传感器能检测到的固体材料。电容传感器能检测到的液体有油、油漆、水等。

电容式传感器的工作原理

电容器传感器的工作原理与普通电容器相同。在传感器中，传感器表面的金属板与振荡器电路电连接，检测目标可作为电容器的下一个板。感应传感器产生电磁场
电容式传感器产生静电场。

静电场产生

电容传感器的框图如下所示。内部电容图如上图所示。该传感器包括一个由两个金属电极形成的高频振荡器。一旦物体靠近感应表面，它就会移动到电极的静电场，并改变振荡器的电容。

因此，一旦达到一定范围，振荡器电路将开始振荡，并改变传感器的输出条件。一旦目标远离电容器传感器，振荡器的振幅就会减小，从而将电容器传感器切换原始位置。
该传感器的典型检测范围约为 1 英寸或 25 毫米，一些传感器的范围可以扩展到 2 英寸。

这些传感器可以简单地检测物体的优良介电常数。因此，由于液体的介电常数远高于容器，因此有可能检测非金属容器中的材料。因此，这为传感器提供了观察整个容器和检测液体的能力。为了更好地操作，它们必须在相当恒定的温度和湿度下使用。

电容式传感器公式

电容传感器是一种用于电容传感的设备。它主要基于电容耦合的原理。该传感器可以简单地检测和测量运动、化学成分、位移、电场等不同的事物，并间接检测许多其他变量，可以转化为介电常数或运动，如加速度、压力、流体成分和液位。
电容传感器包括两个金属板，它们之间的距离是d面积为A因此，两端之间的电容器C可通过以下表达式给出。

C = ε0*εr*A/h

其中：

“C法拉第内的电容

'εr' 绝缘体的相对介电常数

'εo' 介电常数是自由空间的介电常数

'A' 两个板块的重叠区域

“h两块板之间的间隙宽度。

电容式传感器的类型

电容式传感器提供非接触式目标检测。这些传感器不仅可以检测目标的存在，还可以检测压力、流量、间距、液位等。这可以简单地用于不同行业的不同材料。有不同类型的电容式传感器，包括以下内容。

微型电容式传感器

这种类型的电容传感器有晶片或圆柱形，可以放置在最紧凑的地方。这些传感器主要用于监控和控制机器的过程和工作，就像工作计数的探测器一样。小型传感器头需要一个外部放大器，以便在狭窄的空间内提供最好的适合性。因此，在这个外部放大器上，电位器可以用来调节灵敏度。

圆柱形电容传感器

∅6.5 – M12 & M12 – M30 的微型传感器相比，这种圆柱形电容传感器更大。该传感器主要包括可调节的感应距离、外壳直径范围以及齐平和非齐平安装选项。这些传感器主要直接提供液位检测或非接触式接近检测，否则整个容器壁。

高温电容式传感器

高温电容式传感器用于传感器头暴露在极端温度下的情况。即使在最恶劣的情况下，这些传感器仍然可以通过热材料和温度直接接触来检测液体温度水平和散装货物。

模拟电容传感器

模拟电容式传感器的工作原理与典型的电容式传感器类似，但根据使用方式的不同，它具有不同的优势。例如，与其他用途相比，这些传感器在材料选择、厚度和浓度差异监测方面非常出色。        

电容式传感器主要应用

电容式传感器的应用包括以下内容。

• 电容式传感器检测和测量除空气外具有电介质的导电物体。
• 这些传感器最常用于确定导电目标位置的变化。然而，这些类型的传感器在测量密度、存在、厚度和非导体位置方面也非常有效。与空气相比，塑料等非导电材料具有不同的介电常数。
• 电容式传感器用于检测或测量位置、接近度、加速度、位移、液位和湿度。
• 作为输入设备，电容感应触摸屏用于手机、平板电脑、数字音频播放器等
• 这些传感器取代了机械按钮。

总之，电容式传感器经常用于测量导电目标位置内的变化。然而，这些在测量密度、厚度和非导体位置时可能非常有效。

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