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南沙桥梁检测车出租, 中山桥梁检测车出租, 新会桥梁检测车出租   影响电容式差压传感器测量精度的误差因素有哪些?
新闻分类:行业资讯   作者:admin    发布于:2021-10-104    文字:【】【】【


         南沙桥梁检测车出租, 中山桥梁检测车出租, 新会桥梁检测车出租   影响电容式差压传感器测量精度的误差因素有哪些?   实际测量过程中,电容式差压传感器会受到温度、寄生电容、边缘效应等影响,导致测量结果准确性降低,在传感器分析和设计过程中应考虑这些影响测量结果的因素,并提出相应控制措施。 



      (1)温度的影响: 传感器测量过程中,环境温度的变化将主要产生两方面影响。一方面,温度变化会对传感器的结构尺寸造成影响。温度上升时,温度系数较大的材料会发生一定尺寸变化,比如极板的面积和厚度增大,导致极板间距减小,进而电容量增大,由此产生了测量误差。为了减小温度变化引起的误差,在设计传感器时要适当选择器件的材料和结构参数,尽量选择温度系数较小的金属材料作为极板。另一方面温度变化对极板间介质的介电常数造成影响,介电常数的温度系数越大,温度变化带来的测量误差越大。空气的介电常数温度系数近似为零,硅油、煤油等介电常数温度系数较大,需要考虑介质在温度变化情况下的误差。 针对本文应用于气密性检测的电容式差压传感器,金属极板的材料采用铜,铜的温度系数较小,其尺寸不易受温度变化的影响,极板间介质为空气,温度对传感器影响较小。在硬件电路和软件方面,本系统使用温度传感器监测测试仪的工作温度,一旦温度超过设定值,将停止测量并发出警报,以保证传感器的稳定工作。 



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    (2)边缘效应的影响:在理想情况下,平板电容器两极板间的电场均匀分布。但实际上,当极板厚度 h 与极板间距 d 之比较大时,电场线在极板边缘处发生明显弯曲,不能够忽略边缘效应的影响。边缘效应使得传感器非线性增加,灵敏度降低,并带来测量误差。为了减小和去除边缘效应产生的影响,可以增大初始电容量,即加大极板面积,减小极板间距;选择厚度较薄的极板可以减小边缘效应因子;增加等位环也可以克服边缘效应的影响。 变极距型电容传感器的初始电容一般大于 20pF,本文对传感器结构的参数设计中,设计的极板大小和间距符合该要求。基于等位环技术,在金属膜片的外围设计等位环,等位环与膜片由绝缘层隔开,膜片与等位环均接地,两者电位相同,使得膜片与极板有效面积间的电场均匀分布,消除边缘效应的影响。 


    (3)寄生电容的影响:寄生电容指电容极板与周围其他器件之间所产生的电容。电容传感器因尺寸和结构的限制,其电容量一般很小,而寄生电容可能比传感器电容大几倍到几十倍。寄生电容与传感器电容并联,严重影响到传感器的输出特性,甚至淹没有用电容信号导致传感器无法正常工作。减小和消除寄生电容影响的方法主要有以下三种,驱动电缆法使电缆芯线与内层屏蔽线等电位,消除电缆的分布电容的影响;整体屏蔽法将整个电桥统一屏蔽,屏蔽体接地,总体结构较复杂,但基本上消除分布电容对传感器的影响;采用组合式与集成技术,使测量电路靠近传感器,或使用集成电路技术组合测量电路。 



        本系统主要从四个方面减小寄生电容对检测的影响,第一,保证初始电容值大于 20pF,较大的初始电容可以使得寄生电容相对于传感器电容较小;第二,设计传感器引脚连接到电路板的距离较短,并且采用屏蔽线,屏蔽线的外套良好接地,从而减小导线寄生电容的影响;第三,将传感器固定在金属壳体内,金属壳体接地,实现传感器的静电屏蔽;第四,测量电路采用集成化的电容检测芯片PCap02,集成化芯片减小了电路中元器件之间的相互干扰,并且该芯片可以实现对芯片内部寄生电容的补偿,降低了测量电路中寄生电容的影响。



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点击次数:77  更新时间:2021-10-10  【打印此页】  【关闭

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