傳感器干擾電容：兩條信號(hào)之間加電容_外界對(duì)傳感器傳輸信號(hào)存在哪些干擾？
在傳感器領(lǐng)域中，想必大家對(duì)模擬量傳感器和開關(guān)量傳感器非常熟悉。畢竟在控制系統(tǒng)里，不論是信號(hào)輸入還是輸出，一個(gè)參數(shù)要么是模擬量，要么是開關(guān)量。
開關(guān)量信號(hào)屬于是非連續(xù)信號(hào)，且只有兩種狀態(tài)，比如開關(guān)的導(dǎo)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(hào)傳輸單一，且不用持續(xù)上傳，所以外界因素對(duì)開關(guān)量傳感器信號(hào)傳輸?shù)母蓴_較小。而模擬量信號(hào)傳輸較為復(fù)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(duì)模擬量傳感器傳輸信號(hào)存在哪些干擾。
模擬量傳感器與開關(guān)量傳感器不同，模擬量傳感器傳輸?shù)男盘?hào)為連續(xù)信號(hào)(自變量的在整個(gè)連續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)都有定義的信號(hào)是時(shí)間連續(xù)信號(hào)或連續(xù)時(shí)間信號(hào)，簡(jiǎn)稱連續(xù)信號(hào))，通過電壓、電流、電阻等表示參數(shù)的大小。需要注意的是，連續(xù)信號(hào)指的是時(shí)間連續(xù)，也就是說，模擬量傳感器的信號(hào)傳輸可以不連續(xù)，但是記錄的時(shí)間必須保證連續(xù)。
影響模擬量傳感器的外界干擾
根據(jù)傳感器設(shè)備應(yīng)用的場(chǎng)景不同，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)受的干擾也多種多樣，我們要具體情況具體對(duì)待，對(duì)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(gòu)件之外，針對(duì)不同的運(yùn)行場(chǎng)合，設(shè)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(yīng)
靜電感應(yīng)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(shí)候也被稱為電容性耦合。
2、電磁感應(yīng)
當(dāng)兩個(gè)電路之間有互感存在時(shí)，一個(gè)電路中電流的變化就會(huì)通過磁場(chǎng)耦合到另一個(gè)電路，這一現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。這種情況在傳感器使用的時(shí)候經(jīng)常遇到，需要格外注意。
3、漏電流感應(yīng)
由于電子線路內(nèi)部的元件支架、接線柱、印刷電路板、電容內(nèi)部介質(zhì)或外殼等絕緣不良，特別是傳感器的應(yīng)用環(huán)境濕度增大，導(dǎo)致絕緣體的絕緣電阻下降，這時(shí)漏電電流會(huì)增加，由此引發(fā)干擾。尤其是當(dāng)漏電流流入到測(cè)量電路的輸入級(jí)時(shí)，其影響就特別嚴(yán)重。
4、射頻干擾
主要是大型動(dòng)力設(shè)備的啟動(dòng)、操作停止時(shí)產(chǎn)生的干擾以及高次諧波干擾。
5、其他干擾
主要指的是系統(tǒng)工作環(huán)境差，容易受到機(jī)械干擾、熱干擾和化學(xué)干擾等環(huán)境因素構(gòu)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(yīng)產(chǎn)生干擾，如靜電感應(yīng)干擾、電磁感應(yīng)干擾、漏電流感應(yīng)干擾等；二是由大型電路設(shè)備以及通信線路的感應(yīng)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(yīng)當(dāng)確定自己傳感器的傳輸類型是什么，當(dāng)了解到傳輸類型之后，具體分析所處環(huán)境的干擾來源以及信號(hào)傳輸線路的敏感度，檢查接地處理和傳感器信號(hào)線屏蔽措施是否到位，是否附近安裝有有大型動(dòng)力設(shè)備。確定好實(shí)際情況采取措施，切不可盲目處理，防止造成更嚴(yán)重的后果。
傳感器干擾電容：為什么電容式傳感器易受干擾？如何減小干擾？
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為了加大對(duì)象干擾通道的容量滯后，使干擾對(duì)被控變量的影響減小，操作變量的選擇時(shí)干擾通道的放大系數(shù)盡可能小些，時(shí)間常數(shù)盡可能大些，干擾作用點(diǎn)盡量靠近____，加大對(duì)象干擾通道的容量滯后，使干擾對(duì)被控變量的影響減小。
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B、被控對(duì)象
C、測(cè)量點(diǎn)
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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(shù)盡可能大些,時(shí)間常數(shù)盡可能小些,干擾作用點(diǎn)盡量靠近調(diào)節(jié)閥,加大對(duì)象干擾通道的容量滯后,使干擾對(duì)被控變量的影響減小。
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傳感器干擾電容：電容傳感器
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電容傳感器
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本詞條由“科普中國(guó)”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項(xiàng)目
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。
電容傳感器是指將被測(cè)量（如尺寸、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種傳感器。實(shí)際上，它本身（或和被測(cè)物體）就是一個(gè)可變電容器。
[1]
中文名
電容傳感器
外文名
Capacitive Transducer
實(shí) 質(zhì)
一類傳感器
特 點(diǎn)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等
應(yīng) 用
測(cè)量金屬表面狀況等
學(xué) 科
電子工程
目錄
1
原理
2
特點(diǎn)
3
應(yīng)用
4
改善方法
電容傳感器原理
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語(yǔ)音
由物理學(xué)知識(shí)可知，在忽略邊緣效應(yīng)的情況下，平板電容器的電容量為
式中，
——真空的介電常數(shù)，
=
；ε——極板間介質(zhì)的相對(duì)介電系數(shù)，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(dāng)被測(cè)量δ，A或ε發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起電容的變化。如果保持其中的兩個(gè)參數(shù)不變，僅改變另一個(gè)參數(shù)，就可以把該參數(shù)的變化變換為單一電容量的變化，再通過配套的測(cè)量電路，將電容的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。根據(jù)電容器參數(shù)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(zhì)變化型三種，其中極距變化型和面積變化型的應(yīng)用較廣泛。
[1]
電容傳感器特點(diǎn)
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語(yǔ)音
電容傳感器有如下一些特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；②動(dòng)作時(shí)需要能量低，由于帶電極板間靜電吸引力很小（約幾個(gè)
N），因此電容傳感器特別適宜用來解決輸入能量低的測(cè)量問題；③動(dòng)態(tài)特性好，電容傳感器的相對(duì)變化量只受線性和其它實(shí)際條件的限制，如果使用高線性電路時(shí)，電容變化量可達(dá)100%或更大；④自然效應(yīng)小；⑤動(dòng)態(tài)響應(yīng)快以及能在惡劣的環(huán)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(yīng)用
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語(yǔ)音
電容傳感器可以直接測(cè)量的非電量為：直線位移、角位移及介質(zhì)的幾何尺寸（或稱物位），直線位移及角位移可以是靜態(tài)的，也可以是動(dòng)態(tài)的，例如是直線振動(dòng)及角振動(dòng)。用于上述三類非電參數(shù)變換測(cè)量的變換器一般說來原理比較簡(jiǎn)單，無(wú)需再作任何預(yù)變換。用來測(cè)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(shí)常將被測(cè)物作為傳感器的一個(gè)極板，而另一個(gè)電極板在傳感器內(nèi)。近年來已采用這種方法測(cè)量油膜等物質(zhì)的厚度。這類傳感器的動(dòng)態(tài)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(jié)構(gòu)的合理性及寄生參數(shù)影響的消除。精度達(dá)到0.1μm，分辨力為0.025μm。可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，它加給被測(cè)對(duì)象的力極小，可忽略不計(jì)。測(cè)物位的傳感器多數(shù)是采用電容式傳感器作轉(zhuǎn)換元件。電容式傳感器還可用于測(cè)量原油中含水量、糧食中的含水量等。當(dāng)電容傳感器用于測(cè)量其他物理量時(shí)，必須進(jìn)行預(yù)變換，將被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成d，S或ε的變化。例如在測(cè)量壓力時(shí)，要用彈性元件先將壓力轉(zhuǎn)換成d的變化。
[3]
電容傳感器改善方法
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語(yǔ)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(dāng)d減小時(shí)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(gè)殼體中，可以減小寄生電容及外界干擾的影響。
[2]
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2019-08-230
參考資料
1.
張洪亭，王明贊編．測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)：東北大學(xué)出版社，2013.12
2.
李田澤主編．傳感器技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用：海洋出版社，2015.05
3.
劉迎春，葉湘濱編著．傳感器原理 設(shè)計(jì)與應(yīng)用 第5版：國(guó)防工業(yè)出版社，2015.06
傳感器干擾電容：疑惑解答
(1) 溫度的影響：
對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸影響：使部分零件幾何尺寸發(fā)生變化，產(chǎn)生附加電容。故在制造時(shí)，一般選用溫度系數(shù)小、幾何尺寸穩(wěn)定的材料。
對(duì)介電常數(shù)的影響。
(2) 漏電阻的影響：
一般的絕緣電阻將被看作是對(duì)電容式傳感器的一個(gè)旁路，被稱為漏電阻，與傳感器容抗接近時(shí)，將是系統(tǒng)總的靈敏度下降。因此應(yīng)選取絕緣性能好的材料做兩極板間支架。采用高的激勵(lì)電源頻率。
(3) 邊緣效應(yīng)：
極板的邊緣附近電場(chǎng)分布不均勻，從而使電容的計(jì)算十分復(fù)雜，產(chǎn)生誤差。因此，首先應(yīng)增大電容器的初始電容量，此外，還可以裝等位環(huán)。
(4) 寄生參數(shù)的影響：
可以縮短傳感器到測(cè)量線路前置級(jí)的距離，或用驅(qū)動(dòng)電纜法和整體屏蔽法
