德國IFM易福門電容式傳感器*

IFM易福門電容式傳感器也常常被人們稱為電容式物位計(jì)，電容式物位計(jì)的電容檢測元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進(jìn)行工作的，電容器由兩個(gè)絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極組成，在兩筒之間充以介電常數(shù)為e的電解質(zhì)時(shí)，兩圓筒間的電容量為C=2∏eL/lnD/d，式中L為兩筒相互重合部分的長度；D為外筒電極的直徑；d為內(nèi)筒電極的直徑；e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實(shí)際測量中D、d、e是基本不變的，故測得C即可知道液位的高低，這也是電容式傳感器具有使用方便，結(jié)構(gòu)簡單和靈敏度高，價(jià)格便宜等特點(diǎn)的原因之一
IFM易福門電容式傳感器分類根據(jù)被測參數(shù)的變化分：
（1）變極距型電容傳感器（d）
（2）變面積型電容傳感器（A）
（3）變介質(zhì)型電容傳感器（ε）[2]
變極距型電容傳感器：
IFM易福門電容式傳感器的等效電路兩點(diǎn)注意：
工作頻率等于或接近諧振頻率時(shí)，諧振頻率破壞了電容的正常作用。因此，工作頻率應(yīng)該先擇低于諧振頻率。
電容式傳感器的有效電容除與位移有關(guān)外，還與角頻率有關(guān)。因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須與標(biāo)定的條件（ω）相同。
電容傳感器的特點(diǎn)：電容量小，變化更小（PF級(jí)）。理論上，交流電橋可作為電容傳感器的測量電路，但由于電容及變化太小，不易實(shí)現(xiàn)。包括（1）調(diào)頻電路（2）運(yùn)算放大器式電路（3）二極管雙T形交流電橋（4）脈沖寬度調(diào)制電路

德國IFM易福門電容式傳感器*的原理，其在結(jié)構(gòu)上有如下特點(diǎn)，這無論對使用和設(shè)汁制造上都必須充分注意才能保證發(fā)揮IFM電容傳感器的長處。

　?、賹^緣要求高，因此極板支持構(gòu)件或極板間絕緣材料均要求用有良好絕緣性能的如石英、陶瓷、聚四氟乙烯、云母等。這是因?yàn)閭鞲衅麟娙菀话悴淮螅╬f級(jí)），因此是高阻抗，絕緣電阻作為其旁路，必需比一般電器的絕緣電阻（幾兆歐）高出許多，才不致于影響電容的性能。

　?、谝芙?jīng)受外界環(huán)境（如溫度、濕度、壓力等）的變化，溫度會(huì)影響極板尺寸，間隙大小以及介質(zhì)介電常數(shù);濕度對介電常數(shù)和絕緣電阻影響更大，嚴(yán)重時(shí)在極板上結(jié)露會(huì)危及正常工作;空氣壓力不僅會(huì)影響電容值，甚至?xí)绊憳O板間耐壓強(qiáng)度;塵埃及腐蝕氣體亦都會(huì)影響正常工作。因此材料上選用膨脹小，耐溫、防腐的：結(jié)構(gòu)取形狀穩(wěn)定性好、能防塵、隔溫、防凝露的。

　?、垡M量減小極板間的邊緣場電容Ca。引線電纜的分布電容Cd，極板與周圍導(dǎo)體等構(gòu)件構(gòu)成的寄生電容Cp。因?yàn)樗鼈兪箓鞲衅鲗?shí)際電容增加，使隨被測量變化的相對值下降，造成靈敏度降低，此外它們隨外界條件隨機(jī)變化，會(huì)嚴(yán)重干擾傳感器隨被測量而變化的部分。因此在結(jié)構(gòu)等方面的采取有相應(yīng)措施，若是非接觸測量，被測件作為一個(gè)極板時(shí)，則希望它光潔、平整、面積不小于另一極板。

IFM電容傳感器部分型號(hào)：
O1D102 O1DLF3KG
O1D103 O1DLF6KG
OA0127 OAT-FKOA/T
OA0201 OAH-FKOA/T
OA5101 OAS-OOKG
OA5102 OAE-FCKG
OA5103 OAE-FCKG/T
OA5104 OAR-FCKG
OA5105 OAR-FCKG/T
OA5106 OAP-FCKG
OA5107 OAP-FCKG/T
OA5108 OAT-FCKG
OA5109 OAT-FCKG/T
OA5110 OAP-FKOG/US-100-DPS
OA5116 OAR-FPKG/US
OA5118 OAP-FPKG/US
OA5120 OAT-FPKG/US
OA5125 OAE-FCKG/T/VRG
OA5127 OAR-FCKG/T/VRG
OA5129 OAP-FCKG/T/VRG
OA5130 OAT-FCKG/VRG
OA5201 OAH-CPKGT
OA5202 OAH-CNKG/T
OA5205 OAS-OOKG
OA5206 OAE-HPKG/T
OA5209 OAT-FCKG/T
OA5210 OAT-FPKG/US/HZ
OB5011 OBF-FPKG/T
OB5012 OBF-FNKG/T
OB5013 OBF-FPKG/T/US-100
OB5014 OBF-FNKG/T/US-100
OB5015 OBF-FPKG/T/TV=10MS
OB5016 OBF-FPKG/T/4M
OB5018 OBF-FPKG/T/0,1M/AS
OB5019 OBF-FPKG
OB5020 OBF-FNKG
OB5021 OBF-FPKG/US-100
OB5022 OBF-FNKG/US-100
OB5023 OBFXFPKG/US-100
OB5024 OBF-FPKG/T/AS-610
OB5025 OBF-FPKG/AS-610
OB5026 OBF-FPKG/T/US
OB5027 OBF-FNKG/T/US
OB5028 OBF-FPKG/T/AS
OB5029 OBF-FPKG/AS
OB5030 OBF-FPKG/AS-610
OB5031 OBF-FPKG/AS
OC5201 OCS-OOKG
OC5202 OCE-CPKG
OC5204 OCE-CPKG/US-100
OC5207 OCP-CPKG
OC5210 OCPGFCKG/US-100
OC5212 OCT-CPKG
OC5215 OCH-CPKG
OC5218 OCV-CPKG
OC5220 OCK-FCKG/US-100
OC5222 OCSLOOKG/US-100
OC5223 OCELCPKG/US-100
OC5224 OCPLFCKG/US-100
OC5225 OCNLFCKG/US-100
OC5226 OCP-ASI/US-100
OC5227 OCH-ASI/US-100
OC5228 OCH-CPKG
OC5230 OCPGHPKG/US-100
OC5231 OCPGHNKG/US-100
OD5005 ODC-MPKG/US-100
OD5006 ODC-MNKG/US-100
OD5007 ODC-MPKG/US-100
OD5008 ODC-MNKG/US-100
OD5009 ODC-MPKG/US-100
OD5010 ODC-MNKG/US-100
OD5011 ODC-MPKG/US-100
OG5052 OGH-FPKG
OG5053 OGH-FPKG/US-100
OG5054 OGH-FNKG/US-100
OG5056 OGTLFPKG/B5/V4A/US-100
OG5057 OGTLFNKG/B5/V4A/US-100
OG5058 OGELFPKG/B1/V4A/US-100
OG5059 OGSLOOKG/B6/V4A/US-100
OG5060 OGSLOOKG/B4/V4A/US-100
OG5061 OGPLFPKG/B6/V4A/US-100
OG5062 OGPLFNKG/B6/V4A/US-100
OG5064 OGELFNKG/B1/V4A/US-100
OG5067 OGELFPKG/B3/V4A/US-100
OG5068 OGELFPKG/B2/V4A/US-100
OG5069 OGELFNKG/B2/V4A/US-100
OG5070 OGELFNKG/B3/V4A/US-100
OG5071 OGPLFPKG/B4/V4A/US-100
OG5072 OGPLFNKG/B4/V4A/US-100
OG5075 OGT-FPKG/US-100 MIT 90GRAD WKL
OG5077 OGP-FPKG/US-100/MIT 90GRAD WKL

O2D220 O2DIRPKG/K
O2D221 O2DIRPKG/K
O2D222 O2DIRPKG/K
O2D223 O2DIRPKG/K
O2D900 BACKLIGHT 25X25 RED
O2D901 BACKLIGHT 25X25 INFRARED
O2D902 BACKLIGHT 50X50 RED
O2D903 BACKLIGHT 50X50 INFRARED
O2D904 BACKLIGHT 100X100 RED
O2D905 BACKLIGHT 100X100 INFRARED
O2D906 BACKLIGHT 25X25 IR/0,15M/US
O2D907 BACKLIGHT 50X50 IR/0,15M/US
O2D908 BACKLIGHT 100X100 IR/0,15M/US
O2D909 SPOTLIGHT 42X42 RED
O5E200 O5E-DPKG/US100
O5E500 O5E-FPKG/US100
O5E50A O5E-FPKG/US100/3D
O5G500 O5GPGFPKG/US100
O5H200 O5H-HPKG/US100
O5H201 O5H-HNKG/US100
O5H500 O5H-FPKG/US100
O5H501 O5H-FPKG/US100
O5H50A O5H-FPKG/US100/3D
O5P200 O5P-DPKG/US100
O5P201 O5P-HPKG/US100
O5P500 O5P-FPKG/US100
O5P50A O5P-FPKG/US100/3D
O5S200 O5S-OOKG/US100
O5S500 O5S-OOKG/US100
O5S50A O5S-OOKG/US100/3D
OA0101 OAS-OOOA
OA0102 OAE-FKOA
OA0103 OAE-FKOA/T
OA0104 OAR-FKOA
OA0105 OAR-FKOA/T
OA0106 OAP-FKOA
OA0107 OAP-FKOA/T
OA0108 OAT-FKOA
OA0109 OAT-FKOA/T
OA0117 OAP-FKOA/T/VRG
OA0121 OAP-FKOA/T/ST
OA0122 OAS-OOOA/O.MONTZU
OA0123 OAE-FKOA/O.MONTZU
OA0126 OAS-OOOA
OD5012 ODC-MNKG/US-100
OD5013 ODF-MPKG/US
OD5014 ODC-MNKG/US
OE0002 OEE-V
OE0003 OES-V
OE0004 OER-V/OET-V
OE0005 OEE-V/10M
OE0006 OES-V/10M
OE0009 OER-V/OET-V/10M
OF5010 OFT-FPKG
OF5012 OFT-FPKG/US-100
OF5014 OFR-FPKG
OF5016 OFR-FPKG/US-100
OF5018 OFS-OOKG
OF5019 OFE-FPKG
OF5021 OFS-OOKG/US-100
OF5022 OFE-FPKG/US-100
OF5024 OFP-FPKG
OF5025 OFP-FPKG/US-100

1.調(diào)頻電路
特點(diǎn)：
（1）轉(zhuǎn)換電路生成頻率信號(hào)，可遠(yuǎn)距離傳輸不受干擾。
（2）具有較高的靈敏度，可以測量高至0.01μm級(jí)位移變化量。
（3）但非線性較差，可通過鑒頻器（頻壓轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)后，進(jìn)行補(bǔ)償。

2.運(yùn)算放大器式電路運(yùn)算放大器要求：
特點(diǎn)：
（1）解決了單個(gè)變極板間距離式電容傳感器的非線性問題
（2）要求Zi及放大倍數(shù)足夠大
（3）為保證儀器精度，還要求電源電壓的幅值和固定電容穩(wěn)定
（4）由于Cx變化小，所以該電路實(shí)現(xiàn)起來困難
（5）輸入阻抗高（避免泄漏）、放大倍數(shù)大（接近理想放大器）

IFM易福門電容式傳感器優(yōu)缺點(diǎn)電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格便宜，靈敏度高，零磁滯，真空兼容，過載能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好和對高溫、輻射、強(qiáng)振等惡劣條件的適應(yīng)性強(qiáng)等。缺點(diǎn)是輸出有非線性，寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯(lián)接電路較復(fù)雜等。
IFM易福門電容式傳感器的應(yīng)用1、 ZCS1100型精密電容位移傳感器。本傳感器可以在線檢測壓電微位移、振動(dòng)臺(tái)，電子顯微鏡微調(diào)，天文望遠(yuǎn)鏡鏡片微調(diào)，精密微位移測量等。該傳感器是一個(gè)單一的通道，高性能線性位移測量系統(tǒng)，創(chuàng)新的電容位移測量技術(shù)，提供了納米測量能力，成本低，適合測量任何導(dǎo)電目標(biāo)。

2、FWS-CⅡ型在線電容式水分檢測傳感器。在線檢測各種工作機(jī)械的液壓、潤滑系統(tǒng)介質(zhì)的含水率，特別是外部水容易滲入機(jī)械內(nèi)部的軋鋼機(jī)、造紙機(jī)、汽輪 機(jī)、船舶機(jī)械。 監(jiān)視循環(huán)油系統(tǒng)是否存在泄漏，如水冷卻器等。 監(jiān)視工作機(jī)械的密封元件是否損壞，引起外部水滲入。 監(jiān)視環(huán)境空氣濕度對潤滑液壓系統(tǒng)油品品質(zhì)和含水率的影響。，從而精確測定潤滑油質(zhì)量，預(yù)測設(shè)備故障，是設(shè)備潤滑油管理中的關(guān)鍵部件。本傳感器采用螺紋連接，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)可靠，測量精度高，工作穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的抗電磁干擾性能。封閉型不銹鋼制外殼具有很好的防水防塵性能?？芍苯影惭b于工廠現(xiàn)場液壓潤滑管道上。是理想的在線水分檢測傳感器。
IFM易福門電容式傳感器還可與控制室中的二次儀表或控制器相連，在線、連續(xù)、實(shí)時(shí)的檢測各種低水分油品的含水率。直接顯示，遠(yuǎn)程控制和報(bào)警。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，積算、傳輸和控制功能。普遍應(yīng)用于大中型機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)組的液壓、潤滑循環(huán)系統(tǒng) 例如：高線軋機(jī)和板帶軋機(jī)潤滑油系統(tǒng)、板帶軋機(jī)和棒線軋機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機(jī)組潤滑系統(tǒng)、造紙機(jī)組潤滑系統(tǒng)、船舶機(jī)械潤滑系統(tǒng)、燃料油庫。粘度計(jì)，污染度，濕度計(jì)電容式傳感器

3、 FW-C1型電容式潤滑油實(shí)時(shí)在線監(jiān)測傳感器。本傳感器可以在線準(zhǔn)確測定潤滑油的污染程度，包括氧化程度、含水量和其它機(jī)械化學(xué)雜質(zhì)污染度，從而精確測定潤滑油質(zhì)量，判定是否需要更換潤滑油，即可節(jié)約油料，又能預(yù)測設(shè)備故障，是設(shè)備潤滑油管理中改變傳統(tǒng)的按期換油，實(shí)現(xiàn)按質(zhì)換油的關(guān)鍵部件。本傳感器采用螺紋連接，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)可靠，是理想的在線潤滑油檢測傳感器，可普遍應(yīng)用于各類大型動(dòng)力機(jī)械，軸承，齒輪箱，泵機(jī)和汽輪機(jī)的潤滑油檢測質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測中。該傳感器還可與控制室中的二次儀表或控制器相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，積算、傳輸和控制功能。