發布日期：2022-10-09 點擊率：75
在傳感器領域中，想必大家對模擬量傳感器和開關量傳感器非常熟悉。畢竟在控制系統里，不論是信號輸入還是輸出，一個參數要么是模擬量，要么是開關量。
開關量信號屬于是非連續信號，且只有兩種狀態，比如開關的導通和斷開，繼電器的閉合和打開，電磁閥的通和斷等，由于信號傳輸單一，且不用持續上傳，所以外界因素對開關量傳感器信號傳輸的干擾較小。而模擬量信號傳輸較為復雜也更容易受到外界影響，因此下文將著重講述一下外界對模擬量傳感器傳輸信號存在哪些干擾。
模擬量傳感器與開關量傳感器不同，模擬量傳感器傳輸的信號為連續信號(自變量的在整個連續時間范圍內都有定義的信號是時間連續信號或連續時間信號，簡稱連續信號)，通過電壓、電流、電阻等表示參數的大小。需要注意的是，連續信號指的是時間連續，也就是說，模擬量傳感器的信號傳輸可以不連續，但是記錄的時間必須保證連續。
影響模擬量傳感器的外界干擾
根據傳感器設備應用的場景不同，現場運行時受的干擾也多種多樣，我們要具體情況具體對待，對不同的干擾采取不同的措施。
但這種靈活的處理方式明顯與傳感器普適性存在矛盾，目前的解決方式是采用模塊化方法，除了基本構件之外，針對不同的運行場合，設備能夠裝配不同的選件以有效地抗干擾、提高可靠性。
影響模擬量傳感器的外界干擾種類：
1、靜電感應
靜電感應是由于兩條支電路或元件之間存在著寄生電容，使一條支路上的電荷通過寄生電容傳送到另一條支路上去，有時候也被稱為電容性耦合。
2、電磁感應
當兩個電路之間有互感存在時，一個電路中電流的變化就會通過磁場耦合到另一個電路，這一現象稱為電磁感應。這種情況在傳感器使用的時候經常遇到，需要格外注意。
3、漏電流感應
由于電子線路內部的元件支架、接線柱、印刷電路板、電容內部介質或外殼等絕緣不良，特別是傳感器的應用環境濕度增大，導致絕緣體的絕緣電阻下降，這時漏電電流會增加，由此引發干擾。尤其是當漏電流流入到測量電路的輸入級時，其影響就特別嚴重。
4、射頻干擾
主要是大型動力設備的啟動、操作停止時產生的干擾以及高次諧波干擾。
5、其他干擾
主要指的是系統工作環境差，容易受到機械干擾、熱干擾和化學干擾等環境因素構成的干擾。
通過以上五種外界干擾類型，我們了解到，傳感器的干擾來源主要有兩種途徑：一是由電路感應產生干擾，如靜電感應干擾、電磁感應干擾、漏電流感應干擾等；二是由大型電路設備以及通信線路的感應引入干擾，如射頻干擾等。
綜上所述，我們要想明確自己的傳感器為什么受到干擾，首先應當確定自己傳感器的傳輸類型是什么，當了解到傳輸類型之后，具體分析所處環境的干擾來源以及信號傳輸線路的敏感度，檢查接地處理和傳感器信號線屏蔽措施是否到位，是否附近安裝有有大型動力設備。確定好實際情況采取措施，切不可盲目處理，防止造成更嚴重的后果。
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為了加大對象干擾通道的容量滯后，使干擾對被控變量的影響減小，操作變量的選擇時干擾通道的放大系數盡可能小些，時間常數盡可能大些，干擾作用點盡量靠近____，加大對象干擾通道的容量滯后，使干擾對被控變量的影響減小。
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B、被控對象
C、測量點
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微分環節是高通濾波器，將使系統（）
A、增大干擾誤差
B、減小干擾誤差
C、增大階躍輸入誤差
D、減小階躍輸入誤差
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干擾通道的放大系數盡可能大些,時間常數盡可能小些,干擾作用點盡量靠近調節閥,加大對象干擾通道的容量滯后,使干擾對被控變量的影響減小。
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電容傳感器
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本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目
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。
電容傳感器是指將被測量（如尺寸、壓力等）的變化轉換成電容量變化的一種傳感器。實際上，它本身（或和被測物體）就是一個可變電容器。
[1]
中文名
電容傳感器
外文名
Capacitive Transducer
實 質
一類傳感器
特 點
結構簡單等
應 用
測量金屬表面狀況等
學 科
電子工程
目錄
1
原理
2
特點
3
應用
4
改善方法
電容傳感器原理
編輯
語音
由物理學知識可知，在忽略邊緣效應的情況下，平板電容器的電容量為
式中，
——真空的介電常數，
=
；ε——極板間介質的相對介電系數，在空氣中，ε=1；A——極板的重合面積，m2；δ——兩平行極板間的距離，m。上式表明，當被測量δ，A或ε發生變化時，都會引起電容的變化。如果保持其中的兩個參數不變，僅改變另一個參數，就可以把該參數的變化變換為單一電容量的變化，再通過配套的測量電路，將電容的變化轉換為電信號輸出。根據電容器參數變化的特性，電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型和介質變化型三種，其中極距變化型和面積變化型的應用較廣泛。
[1]
電容傳感器特點
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語音
電容傳感器有如下一些特點：①結構簡單；②動作時需要能量低，由于帶電極板間靜電吸引力很小（約幾個
N），因此電容傳感器特別適宜用來解決輸入能量低的測量問題；③動態特性好，電容傳感器的相對變化量只受線性和其它實際條件的限制，如果使用高線性電路時，電容變化量可達100%或更大；④自然效應小；⑤動態響應快以及能在惡劣的環境下工作。但由于電容傳感器的初始電容較小，受引線電容、寄生電容的干擾影響較大；另一方面電容傳感器輸出特性為非線性。
[2]
電容傳感器應用
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語音
電容傳感器可以直接測量的非電量為：直線位移、角位移及介質的幾何尺寸（或稱物位），直線位移及角位移可以是靜態的，也可以是動態的，例如是直線振動及角振動。用于上述三類非電參數變換測量的變換器一般說來原理比較簡單，無需再作任何預變換。用來測量金屬表面狀況、距離尺寸、振幅等量的傳感器，往往采用單極式變間隙電容傳感器，使用時常將被測物作為傳感器的一個極板，而另一個電極板在傳感器內。近年來已采用這種方法測量油膜等物質的厚度。這類傳感器的動態范圍均比較小，約為十分之幾毫米左右，而靈敏度則在很大程度上取決于選材、結構的合理性及寄生參數影響的消除。精度達到0.1μm，分辨力為0.025μm。可以實現非接觸測量，它加給被測對象的力極小，可忽略不計。測物位的傳感器多數是采用電容式傳感器作轉換元件。電容式傳感器還可用于測量原油中含水量、糧食中的含水量等。當電容傳感器用于測量其他物理量時，必須進行預變換，將被測參數轉換成d，S或ε的變化。例如在測量壓力時，要用彈性元件先將壓力轉換成d的變化。
[3]
電容傳感器改善方法
編輯
語音
為了提高電容傳感器的靈敏度、減小界干擾、寄生電容及漏電的影響和減小線性誤差，可采用以下措施：①由于當d減小時可使電容量加大從而使靈敏度增加，但d過小容易引起電容器擊穿，一般可以在極板間放置云母片來改善；②提高電源頻率；③用雙層屏蔽線，將電路同電容傳感器裝在一個殼體中，可以減小寄生電容及外界干擾的影響。
[2]
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參考資料
1.
張洪亭，王明贊編．測試技術基礎：東北大學出版社，2013.12
2.
李田澤主編．傳感器技術設計與應用：海洋出版社，2015.05
3.
劉迎春，葉湘濱編著．傳感器原理 設計與應用 第5版：國防工業出版社，2015.06
(1) 溫度的影響：
對結構尺寸影響：使部分零件幾何尺寸發生變化，產生附加電容。故在制造時，一般選用溫度系數小、幾何尺寸穩定的材料。
對介電常數的影響。
(2) 漏電阻的影響：
一般的絕緣電阻將被看作是對電容式傳感器的一個旁路，被稱為漏電阻，與傳感器容抗接近時，將是系統總的靈敏度下降。因此應選取絕緣性能好的材料做兩極板間支架。采用高的激勵電源頻率。
(3) 邊緣效應：
極板的邊緣附近電場分布不均勻，從而使電容的計算十分復雜，產生誤差。因此，首先應增大電容器的初始電容量，此外，還可以裝等位環。
(4) 寄生參數的影響：
可以縮短傳感器到測量線路前置級的距離，或用驅動電纜法和整體屏蔽法
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