電容傳感器的電路：電容傳感器測(cè)量系統(tǒng)模塊電路設(shè)計(jì)集錦
描述
基于海上溢油回收的特殊環(huán)境，該文設(shè)計(jì)了一種基于AT89S51單片機(jī)的海上液位測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用分段電容檢測(cè)的原理，以實(shí)現(xiàn)油水雙液位的檢測(cè)。合理搭建了微小電容測(cè)量的硬件電路。系統(tǒng)可以準(zhǔn)確無(wú)誤地應(yīng)用于海上油位的測(cè)量。
方波產(chǎn)生電路
圖4 方波產(chǎn)生電路
由NE555構(gòu)成的多諧振蕩器是二極管交流電橋測(cè)量的方波信號(hào)源，其具體電路如圖4所示。頻率計(jì)算如式（4）、式（5）和式（6）所示。
（4）
（5）
（6）
令，，，則：。因此，NE555可以為電容檢測(cè)電路提供電壓幅值為5V、頻率為500kHz的方波信號(hào)源。
雙T二極管交流電橋電容測(cè)量電路
電容傳感器將液位高度轉(zhuǎn)化為電容量，再通過(guò)電容測(cè)量電路將其轉(zhuǎn)化成與其成線性函數(shù)關(guān)系的電壓、電流或頻率信號(hào)。由于電容只有幾個(gè)PF，所以采用雙T二極管交流電橋微電容檢測(cè)電路將電容的變化量轉(zhuǎn)化成電壓輸出。測(cè)量原理如圖5所示。
圖5 二極管T型網(wǎng)絡(luò)
在圖5中：e為高頻電源，D1、D2為特性完全相同的兩個(gè)二極管。
精密放大電路
將0～0.5mV電壓轉(zhuǎn)換成0～5V，以進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。采用OP07構(gòu)成兩級(jí)集成運(yùn)算放大電路，第一級(jí)放大倍數(shù)為20，第二級(jí)放大倍數(shù)為50，其電路構(gòu)成如圖6所示。
圖6 精密放大電路
單片機(jī)與A/D接口電路
傳感器和單片機(jī)之間需要A/D轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。本文采用逐次比較A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809。與單片機(jī)具體的接口電路如圖7所示。
圖7 ADC0809與單片機(jī)接口電路
在圖7中，單片機(jī)通過(guò)P1.0，P1.1，P1.2口控制ADC0809的地址選擇端口A、B、C。單片機(jī)ALE端口輸出2MHz時(shí)鐘頻率信號(hào)，經(jīng)過(guò)74LS74四分頻電路產(chǎn)生ADC0809所需要的500kHz時(shí)鐘信號(hào)。P3.4作為片選信號(hào)，當(dāng)它為低電平時(shí)，打開或非門，允許寫信號(hào)通過(guò)，選中ADC0809的某一通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位通過(guò)非門觸發(fā)外部中斷0，讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。
數(shù)碼管顯示電路
采用三位LED數(shù)碼管作為液位數(shù)據(jù)的顯示。74HC245為顯示驅(qū)動(dòng)芯片，其輸入接P0口，輸出接數(shù)碼管八個(gè)管腳。三段數(shù)碼管分別由P2.0、P2.1、P2.2控制。AT89S51單片機(jī)與數(shù)碼管的顯示電路如圖8所示。
圖8 數(shù)碼管顯示電路
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電容傳感器的電路：電容式傳感器在電路中的應(yīng)用原理是什么？
電容式傳感器的工作原理
器。 ? 電容式傳感器的工作原理 電容式傳感器的核心部分就是具有可變參數(shù)的電容器。若忽略邊緣效應(yīng)，平板電容器的電容C=εA／δ，式中ε為極間介質(zhì)的介電常數(shù)，A為兩電極互相覆蓋的有效面積,δ為兩電極之間的距離。δ、A、ε 三個(gè)參數(shù)中任一個(gè)
2021-08-17 15:47:15
電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)及分類
檢測(cè)元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進(jìn)行工作的。 根據(jù)傳感器的工作原理可以吧電容式傳感器分為變極距型、變面積型和變介質(zhì)型三種類型。 1、變極板間距的變極距型 變極板間距型電容式傳感器的特點(diǎn)：電容量與極板間距成反比。主要
2021-08-11 11:38:39
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2021-07-29 16:57:05
電容式傳感器的基本原理及性能特點(diǎn)的介紹
。但電容式傳感器的泄漏電阻和非線性等缺點(diǎn)也給它的應(yīng)用帶來(lái)一定的局限。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是集成電路的廣泛應(yīng)用，這些缺點(diǎn)也得到了一定的克服，進(jìn)一步促進(jìn)了電容式傳感器的廣泛應(yīng)用。 電容式傳感器的基本原理
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2017-11-26 10:42:09
電容式傳感器的特性及功能
電容式傳感器無(wú)需接觸即能可靠地探測(cè)金屬、非金屬、透明、半透明、液體和固體物質(zhì)。這些特性使其成為真正的多面手，廣泛用于多種工業(yè)應(yīng)用。測(cè)量區(qū)域穿透不導(dǎo)電材料的能力對(duì)于物位測(cè)量非常有利。電容式傳感器可以安裝在被測(cè)容器的外部。這不僅保護(hù)了傳感器不受侵蝕性介質(zhì)的影響，而且避免了高品質(zhì)材料被傳感器所污染。
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2017-09-27 15:35:00
電容式傳感器bc_bcf_bcc系列產(chǎn)品介紹
電容式傳感器籍由其特殊的工作原理，可實(shí)現(xiàn)非接觸的，獨(dú)立的和無(wú)磨損的檢測(cè)。并且對(duì)于導(dǎo)電材料和非導(dǎo)電材料均可實(shí)現(xiàn)可靠檢測(cè)。因此，電容式傳感器可以適用于某些電感式傳感器無(wú)法檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)合。
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2017-09-21 15:57:53
電容式滑覺傳感器設(shè)計(jì)與應(yīng)用_許德成
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#Freedom 2017-03-19 19:03:46
傳感器與檢測(cè)技術(shù)(胡向東)_電容式傳感器介紹
傳感器與檢測(cè)技術(shù) (胡向東) 第2版 第5章電容式傳感器
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北斗青春 2015-12-30 11:34:19
電容式傳感器和渦流傳感器檢測(cè)技術(shù)的區(qū)別分析
使用電容技術(shù)和渦流技術(shù)的非接觸式傳感器在各種應(yīng)用中各自代表了優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的獨(dú)特組合。比較這兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將幫助您為您的應(yīng)用選擇最佳技術(shù)。下面講解的是這兩種傳感器之間的不同檢測(cè)技術(shù)的性能結(jié)構(gòu)的區(qū)別： 一
2021-05-10 16:15:49
電容式和渦流傳感器對(duì)目標(biāo)厚度的要求是什么
電容式和渦流傳感器對(duì)目標(biāo)厚度有什么不同要求？ 在某些應(yīng)用中，傳感器和目標(biāo)之間的間隙可能會(huì)被灰塵，液體（例如冷卻劑）和不是預(yù)期測(cè)量目標(biāo)的其他材料污染。傳感器如何應(yīng)對(duì)這些污染物的存在是選擇電容式或渦流傳感器
2021-05-10 16:12:50
電容式傳感器的工作原理以及電容式傳感器的特點(diǎn)
電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，將被測(cè)轉(zhuǎn)物理量或機(jī)械量換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置，實(shí)際上就是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。在采用電容技術(shù)的應(yīng)用中，電容式接近開關(guān)的靈敏度取決于目標(biāo)物體的
2020-12-18 14:44:43
電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)有哪些
電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，將被測(cè)轉(zhuǎn)物理量或機(jī)械量換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置，實(shí)際上就是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。
2020-11-18 11:45:33
電容式傳感器分為哪三種_電容式傳感器原理
電容式傳感器可分為3類，即極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型電容傳感器。
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電容式傳感器在調(diào)料包自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用解析
科瑞電容式傳感器KAS系列，采用電容原理，大直徑、高靈敏度分辨率，在調(diào)料包的自動(dòng)化生產(chǎn)中有效剔除空袋調(diào)料包，可靠保障了企業(yè)生產(chǎn)出完整的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
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光電液位傳感器與電容式液位傳感器在液位測(cè)量中有什么不同?
生產(chǎn)生活中水位偵測(cè)、水位控制，可以采用什么電子元器件來(lái)進(jìn)行檢測(cè)？可以采用水位傳感器來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。水位傳感器也有好幾種，光電式、分離式、電容式、稱重式，每種類型之間都存在這自己的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)。那么今天工采
2020-03-02 09:09:03
電容式油位傳感器工作原理
電容式油位傳感器的原理是利用正負(fù)探極間充入液體介質(zhì)形成的電容隨著液位呈線性變化，將電容的變化量（即液位的變化量）轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)輸出。產(chǎn)品核心部件采用高度集成的專用電容測(cè)量芯片，經(jīng)過(guò)精確的溫度補(bǔ)償和線性修正，具有高精度、高穩(wěn)定性和持續(xù)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。
2020-02-25 15:33:46
dfrobot電容式土壤濕度傳感器簡(jiǎn)介
新款土壤濕度傳感器終于問世啦！這款電容式土壤濕度傳感器區(qū)別于市面上絕大部分的電阻式傳感器，采用電容感應(yīng)原理來(lái)檢測(cè)土壤濕度。
2019-12-18 09:57:34
電容式傳感器可以怎樣應(yīng)用
在使用TURCK的電容式傳感器之前，客戶也使用過(guò)其它品牌的電容式傳感器，但是由于其內(nèi)部電路缺乏有效地屏蔽和補(bǔ)償電路，開關(guān)距離較短，響應(yīng)時(shí)間較慢，從而嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效能。
2019-12-10 15:54:05
電容式傳感器有哪些_電容式傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合
電容式傳感器可分為3類，即極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型電容傳感器。
2019-11-08 12:01:12
電容式傳感器的應(yīng)用_電容式傳感器測(cè)量電路
電容式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐高溫、耐輻射、分辨率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于壓力、位移、加速度、厚度、振動(dòng)、液位等測(cè)量中。
2019-09-11 09:40:49
電容式傳感器和電感式傳感器有什么區(qū)別
電容式傳感器可以分為變間距，變面積和變介質(zhì)類型。總的來(lái)講，可以用于更多被測(cè)材質(zhì)。而電感式傳感器只能用于金屬被測(cè)物體。另一個(gè)層面，電容傳感器需要確保被測(cè)環(huán)境沒有污染，如灰塵，油污和水，應(yīng)為這些因素會(huì)改變介電常數(shù)，從而改變測(cè)量結(jié)果。
2019-09-11 09:35:52
電容式傳感器的工作原理與分類_電容式傳感器的幾種基本形式
電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，將被測(cè)物理量或機(jī)械量轉(zhuǎn)換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置，實(shí)際上就是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。電容式傳感器廣泛用于位移、角度、振動(dòng)、速度、壓力、成分分析、介質(zhì)特性等方面的測(cè)量。最常用的是平行板型電容器或圓筒型電容器。
2019-09-11 09:15:30
電容傳感器的原理與應(yīng)用
本文首先介紹了電容傳感器的原理，其次介紹了電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，最后介紹了電容傳感器應(yīng)用。
2019-07-02 11:38:39
電容式傳感器的工作特點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)際
電容式傳感器基本上可以分成三類：電場(chǎng)傳感器、基于弛張振蕩器的傳感器以及電荷轉(zhuǎn)移（QT）器件。電場(chǎng)傳感器通常會(huì)產(chǎn)生數(shù)百kHz的正弦波，然后將這個(gè)信號(hào)加在電容一個(gè)極板的導(dǎo)電盤上，并檢測(cè)另外一個(gè)導(dǎo)電盤上的信號(hào)電平。
2019-03-28 13:47:29
五步輕松設(shè)計(jì)出電容式觸摸傳感器（2）:布局設(shè)計(jì)和智能手機(jī)應(yīng)用實(shí)例
）以及步驟2中的原理圖設(shè)計(jì)部分。第2部分，我們將介紹將機(jī)械按鍵替換成電容式感應(yīng)按鍵時(shí)所需的設(shè)計(jì)布局。此外，我們還將舉一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。 步驟2：布局： 對(duì)于電容式傳感器設(shè)計(jì)方案而言，布局非常重要，因?yàn)閭鞲衅骱苋菀资芡獠吭肼曈绊憽Ｃ總€(gè)布局都
2018-10-17 22:27:02
FDC系列電容式傳感器的原理及應(yīng)用介紹
FDC系列電容式傳感器介紹
2018-08-15 08:08:00
電阻式濕度傳感器_電阻式與電容式溫濕度傳感器哪個(gè)好
本文介紹了電阻式濕度傳感器產(chǎn)品功能與電阻式濕度傳感器的原理，其次介紹了電容式濕度傳感器的工作原理，對(duì)電阻式濕度傳感器與電容式濕度傳感器優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析以及哪個(gè)更好進(jìn)行了分析。
2018-01-22 13:58:44
電容式傳感器的分類、優(yōu)缺點(diǎn)和電容式傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路
電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，將被測(cè)物理量或機(jī)械量轉(zhuǎn)換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置，實(shí)際上就是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。電容式傳感器廣泛用于位移、角度、振動(dòng)、速度、壓力、成分分析、介質(zhì)特性等方面的測(cè)量。最常用的是平行板型電容器或圓筒型電容器。
2017-06-05 17:23:03
電容式傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)類型及其應(yīng)用與注意事項(xiàng)
電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，將被測(cè)物理量或機(jī)械量轉(zhuǎn)換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置，實(shí)際上就是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。電容式傳感器廣泛用于位移、角度、振動(dòng)、速度、壓力、成分分析、介質(zhì)特性等方面的測(cè)量。
2017-06-03 10:01:17
電容式與熱式MEMS傳感器的部分差異
對(duì)于電容式和熱式MEMS傳感器來(lái)說(shuō)，兩種技術(shù)最大的區(qū)別在于其不同的傳感技術(shù)。
2016-06-13 02:27:00
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電容傳感器的電路：電容式傳感器的工作原理
電容式傳感器的感應(yīng)面由兩個(gè)同軸金屬電極構(gòu)成，很象“打開的”電容器電極，該兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)電容，串接在RC振蕩回路內(nèi)。
電源接通時(shí)，RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一目標(biāo)朝著電容器的電靠近時(shí)，電容器的容量增加，振蕩器開始振蕩。通過(guò)后級(jí)電路的處理，將振和振蕩兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)，從而起到了檢測(cè)有無(wú)物體存在的目的。該傳感器能檢測(cè)金屬物體，也能檢測(cè)非金屬物體，對(duì)金屬物體可以獲得最大的動(dòng)作距離，對(duì)非金屬物體動(dòng)作距離決定于材料的介電常數(shù)，材料的介電常數(shù)越大，可獲得的動(dòng)作距離越大。
云陽(yáng)電子主要產(chǎn)品有：智能電力儀表、智能溫控表/調(diào)節(jié)儀、安全柵/信號(hào)隔離器、電量/溫度變送器、時(shí)間繼電器/定時(shí)器/累時(shí)器、智能電工控制儀表、計(jì)數(shù)器/記米器/長(zhǎng)度計(jì)、頻率/轉(zhuǎn)速/線速度表、智能傳感器儀表稱重控制儀表、LED/LCD數(shù)字面板表頭、接近開關(guān)、數(shù)字溫度計(jì)、智能溫濕度控制儀表/溫濕度計(jì)、AC-DC/DC-DC電源、儀表配件測(cè)試/老化/實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)、開發(fā)非標(biāo)電子產(chǎn)品、溫度/壓力等變送器表頭等。如果您有電子產(chǎn)品的需求，歡迎聯(lián)系我們：余先生，手機(jī)： （微信同號(hào)）。
電容傳感器的電路：電容式傳感器的應(yīng)用_電容式傳感器測(cè)量電路
描述
電容式傳感器的應(yīng)用
電容式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐高溫、耐輻射、分辨率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于壓力、位移、加速度、厚度、振動(dòng)、液位等測(cè)量中。但在使用中要注意以下幾個(gè)方面對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響：①減小環(huán)境溫度、濕度變化（可能引起某些介質(zhì)的介電常數(shù)或極板的幾何尺寸、相對(duì)位置發(fā)生變化）；②減小邊緣效應(yīng)；③減少寄生電容；④使用屏蔽電極并接地（對(duì)敏感電極的電場(chǎng)起保護(hù)作用，與外電場(chǎng)隔離）；⑤注意漏電阻、激勵(lì)頻率和極板支架材料的絕緣性。
電容式傳感器應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
（1）克服寄生電容的影響
電容式傳感器由于受結(jié)構(gòu)與尺寸的限制，其電容量都很小（pF到幾十pF），屬于小功率、高阻抗器件，因此極易外界干擾，尤其是受大于它幾倍、幾十倍的、且具有隨機(jī)性的電纜寄生電容的干擾，它與傳感器電容相并聯(lián)，嚴(yán)重影響感器的輸出特性，甚至?xí)蜎]有用信號(hào)而不能使用。消滅寄生電容影響，是電容式傳感器實(shí)用的關(guān)鍵。
（2）克服邊緣效應(yīng)的影響
實(shí)際上當(dāng)極板厚度h與極距δ之比相對(duì)較大時(shí)，邊緣效
應(yīng)的影響就不能忽略；邊緣效應(yīng)不僅使電容傳感器的靈敏度降低，而且產(chǎn)生非線性。
（3）克服靜電引力的影響
電容式傳感器兩極板間因存在靜電場(chǎng)，而作用有靜電引力或力矩。靜電引力的大小與極板間的工作電壓、介電常數(shù)、極間距離有關(guān)。通常這種靜電引力很小，但在采用推動(dòng)力很小的彈性敏感元件情況下，須考慮因靜電引力造成的測(cè)量誤差。
（4）溫度影響
環(huán)境溫度的變化將改變電容傳感器的輸出相對(duì)被測(cè)輸入量的單值函數(shù)關(guān)系，從而引入溫度干擾誤差。溫度影響主要包括溫度對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸和對(duì)介質(zhì)的影響兩方面。
電容式傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路
目前較常采用的有電橋電路、調(diào)頻電路、脈沖調(diào)寬電路和運(yùn)算放大器式電路等，這里只介紹電橋電路和運(yùn)算放大器電路。
一、 電橋電路
將電容傳感器接入交流電橋作為電橋的一個(gè)或兩個(gè)相鄰臂，另外兩臂可以是電阻、電容或電感，也可以是變壓器的兩個(gè)次級(jí)線圈，如圖1所示。
在圖1a單臂接法電橋電路中，電容c1、c2、c3、cx構(gòu)成電橋的四臂，cx為電容傳感器，當(dāng)cx改變時(shí)，u0≠0，有輸出電壓。
在圖1 b差動(dòng)接法電橋電路中，其輸出電壓可用下式表示：
由于電橋輸出電壓與電壓成比例，因此要求電源電壓波動(dòng)極小，需要采用穩(wěn)幅、穩(wěn)頻等措施。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，接有電容傳感器的交流電橋輸出阻抗很高（一般達(dá)幾兆歐至幾十兆歐），輸出電壓幅值又小，所以必須后接高輸入阻抗放大器將信號(hào)放大后才能測(cè)量。
由電橋電路組成的系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。
二、調(diào)頻電路
將電容傳感器接入高頻振蕩器的lc諧振回路中，作為回路的一部分。當(dāng)被測(cè)量變化使傳感器電容改變時(shí)，振蕩器的振蕩頻率隨之改變，即振蕩器頻率受傳感器電容所調(diào)制。其電路組成原理框圖如圖3所示。
特點(diǎn)：
轉(zhuǎn)換電路生成頻率信號(hào)，可遠(yuǎn)距離傳輸不受干擾。
具有較高的靈敏度，可以測(cè)量高至0.01μm級(jí)位移變化量。
但非線性較差，可通過(guò)鑒頻器（頻壓轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)后，進(jìn)行補(bǔ)償。
三、運(yùn)算放大器式電路
將電容傳感器接入開環(huán)放大倍數(shù)為a的運(yùn)算放大電路中，作為電路的反饋組件，如圖4所示。圖中u是交流電源電壓，c是固定電容，cx是傳感器電容，uo是輸出信號(hào)電壓。
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