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电容式称重传感器的三种灵敏度缺陷

时间:2021-03-02 点击次数:

在重力的作用下,秤台将重力传递给弹性体支座,引起称重传感器的弹性体变形,附着在弹性体应变梁上的应变片电桥失去平衡,输出与重量数据成正比的差分电压信号,经线性放大器放大。对于电容式称重传感器来讲,这样做会有几种缺陷,大家来简单讲述一下:


电容式称重传感器

缺点1:输出阻抗高,负载能力差。电容式称重传感器的容量受其电极几何尺寸的限制,通常为几十至几百微法,甚至只有几微法。因此,电容式称重传感器的输出阻抗高,所以负载能力差,容易受到外部干扰而产生不稳定,甚至在严重情况下无法工作。必须采取适当的屏蔽措施,给设计和使用带来不便。大容抗也要求传感器的绝缘部分有极高的电阻值,否则绝缘部分会充当旁路电阻,影响仪器的性能。因此,应特别注意周围环境,如温度和清洁度。如果采用高频电源,可以降低电容式称重传感器的输出阻抗,但高频放大和传感器远比低频复杂,寄生电容影响大,很难保证工作的稳定性。

缺点2:非线性输出特性。电容式称重传感器的输出特性是非线性的,虽然通过差动式改善,但不能完全消除。只有忽略电场的边缘效应,其他类型电容传感器的输出特性才是线性的。否则边缘效应引起的附加电容会直接叠加在传感器电容上,使输出特性非线性。

缺点3:寄生电容影响大。电容式称重传感器的初始电容较小,但所谓的寄生电容,如连接传感器和电子电路的引线电容、电子电路的杂散电容以及传感器内板和周围导体形成的电容相对较大,不仅降低了传感器的灵敏度,而且经常随机变化,会使仪器工作非常不稳定,影响测量精度。因此,对电缆的选择、安装和连接都有严格的要求。比如用屏蔽性好、分布电容小的高频导线做引线,引线又粗又短,要保证仪器的杂散电容小又稳定,否则无法保证高的测量精度。需要指出的是,随着材料、技术、电子技术特别是集成技术的飞速发展,电容式称重传感器的优缺点也在不断被克服。电容传感器正在成为一种高灵敏度、高精度的传感器,在动态、低电压和一些特殊测量方面有很大的发展前景。

称重传感器的灵敏度是额定负载下的输出电压,在设计放大器电路时可以作为参考。理论上,灵敏度越高,分辨率越高,即可以使刻度更精细。在实际应用中,灵敏度需要结合线性度、稳定性和过载极限值来判断是否比其他传感器更准确,但简单地比较灵敏度是没有意义的。

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