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位移傳感器檢測技術中的屏蔽問題

發布日期:2018-04-01 作者: 點擊:

傳感器檢測技術中的屏蔽問題:任何兩個尋體之間均可構成電容,出此電容式傳感器除廠被片間的電容外,極片還可能與用鬧物體產生電容聯系,這種附加的屯容聯系稱之為寄生電容。寄生電容使電容式傳感器的電容旦改變,俞于傳感器本身電容量小,寄生電容又是極不穩定的,這就會導致傳感器特性的4\穩定,從而對傳感器產生嚴至干擾。


為了克服這種不穩定的寄生電容鍋合,最通常的方法足對電容式傳感器及其引出導線采取屏蔽措施。即將電容式傳感器放在金屆失體內,然后將金屬殼體接地,這樣就消除了傳感器與殼體外部物體之間不穩定的寄小電容聯系,金屆J4蔽向時起到了消除外界靜電場和交變電磁場的十擾作用。同樣電容式傳感器的引出線必須采用屏蔽線,且應與傳感器殼體相連并無斷開的不解蔽的間隙,屏蔽線外套同樣府良好接地。但是盡管采用屏蔽線并良好接地。對屯存式傳感器來說,仍然存在以F兩個問題:

電容式傳感器

(1)屏蔽線本身電容量大.最大的邱米可達上百PF,最小的也今幾個Prl)由丁電容式傳感器本身電容量一般亦僅幾十Pr.小的只兒y5、,當屏蔽線較長日共電容剖車感器電容并聯時,傳感器的電容相對變化大大降低,因而使傳感器靈敏度大大降低。

(2)電纜本身的電容員由于放量份置和形狀不向而有很大變化,同樣使傳感器性能不穩定。電纜屯存的影響,長期以來富工機電商城成為電容式傳感器難于解決的棘手的技術問題,目前電子技術的發展,已為此問題的解決創造了良好的條件。


一種可能的解決入法是將電了線路的前級或全部裝在離傳感器機械部分很近的地方,以求減少或消除長電纜的影響。如在調頻式測旦線臍中,傳感器與振蕩器之間用o.5m向軸電纜相連,而振蕩器與后續測量系統之間旭纜長度pJ達xD m。如果利用超小型大規模集成電路技術,將全部測量線路裝在傳感器殼體內,也是完全啪自實現的。

另一種方法就是所謂“雙屏蔽等電位傳輸技術”,有的稱“驅動電纜”。這種方法的基本思路是:連接電纜采用內外雙層屏蔽,使內屏蔽與被屏蔽導線的電位相問,這樣引線與內屏蔽之間的電纜電容不起作蝴,外屏蔽仍將接地的起屏蔽作用。


電容式傳感器的輸出引線采用雙層屏 圖中電容式傳感器的輸出引線采用雙層屏蔽電纜。電纜引線將電容極片上的電樂輸至測絲線路的同時,還將輸入至一個放大倍數嚴格為1的放大器,因而在此放大器的輸出端得到一個與輸入完全相同的輸出電斥.然后將其加到內屏蔽上。由寸;內J4蔽線與引線電位完全相同,因W兩者之間沒有電容性電流存在,這就等效地消除了引線勺內屏蔽之間的電容c而外屏蔽接地后,對地之間電容將成為1:1放大器的負載,它也與傳感器的電容無關,這樣無論電纜形狀利位置如何變化都木會對傳感器的工作產生影響。


這里應提一下對驅動電纜放大器的要術,出為電容式傳感器是交流供電的,其極片上的電壓是交流電壓,因此所得1:1放大器,就4、僅要求放大器的輸出電壓與輸入電壓的幅值相同,而且兩者之間的相移亦應為零*另外,向閣可見,這種放大器的輸人阻抗是與傳感器電容相并聯的,造就要求放大器最好能有無窮大的輸入電阻和接近于零的輸人電容*這些要求只能在一定程度上得到滿足.尤其是要做到輸入電容近于零和相移近罕是非常閑難的,岡此應根據不同的具體情況提出要求,采取不同的驅動電纜方案。實驗證明.采蝴驅動電纜技術,即使電容式傳感器電容較小,在傳輸電纜長達10 nl時,傳感器仍能很好地i。


在電容式傳感器必須在惡劣環境條件下工作時,如在高低溫、強輻射情況下,半導體器件經受不住這種惡劣條件,而無法采取第一種方法時,采用驅動電纜技術就成為必須的。當然這樣也帶來了線路的復雜化,在某些情況下,如在電容式油量表中,根據傳感器電容量較大(一般達幾百PF)的情況,采用一股的同軸屏蔽電纜及選擇適當的接地點,引線電纜仍可長達10 m,麗使儀表成功地保持正常工作c由此uJ見并非在一切情況下都必須采用這種措施不可。

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