简单的电容式传感器用于检测非金属物体的商业应用已有多年历史，不过这种传感器的检测距离较短，通常在 1 厘米以下。一般来说，电容传感器是近距离传感器的一种，用于通过传感器形成的电场效应探测附近的物体。这类传感器与雷达有一些相似之处，都能感应导电材料，同时通过塑料或木材等绝缘材料进行观测。
与雷达相比，电容式传感器有很大的不同。电容式传感器体积更小、结构更简单、成本更低且耗电量更少。因此，本文将简要介绍电容式传感器及其工作原理和应用。
用于在没有任何物理接触的情况下检测液体或固体等目标的电子设备被称为电容式传感器。为了检测这些目标，电容式传感器会从传感器的检测端产生一个电场。任何能够干扰该电场的目标都可以通过该传感器检测到。
电容式传感器可检测的固体材料有纸、塑料、玻璃、布和木材。电容式传感器可检测的液体有油、油漆、水等。
电容式传感器的工作原理与普通电容器类似。在这种传感器中，感应面内的金属板与振荡电路电连接，被检测到的目标可作为电容器的下一块板。与产生电磁场的电感式传感器不同，电容式传感器产生的是静电场。
电容式传感器的方框图如下所示。内部电容图如上所示。该传感器包括一个高频振荡器，其感应面由两个金属电极构成。一旦物体靠近传感表面，它就会进入电极的静电场，并改变振荡器的电容。
因此，振荡电路将开始振荡，并在达到一定振幅时改变传感器的输出条件。一旦目标远离电容式传感器，振荡器的振幅就会减小，从而将电容式传感器切换回原来的位置。
这种传感器的典型检测范围约为 1 英寸或 25 毫米，而有些传感器的检测范围可扩展至 2 英寸。
这些传感器可以简单地检测到物体的超强介电常数。由于液体的介电常数比容器的介电常数高得多，因此可以检测非金属容器内的材料。因此，这使得传感器能够观察整个容器并检测液体。为了更好地工作，它们必须在温度和湿度相当恒定的情况下使用。
电容式传感器是一种用于电容式感应的设备。它主要基于电容耦合原理。这种传感器可以简单地检测和测量不同的事物，如运动、化学成分、位移、电场，还可以间接检测许多其他可以改变介电常数或运动的变量，如加速度、压力、流体成分和液位。
电容传感器包括两块金属板，它们之间的距离为 “d”，面积为 “A”。因此，两个端子之间的电容 “C ”可通过以下表达式求得。
其中
• C "是法拉第内的电容
• εr "是绝缘体的相对介电常数
• εo "是自由空间的介电常数
• A'是两块板的重叠面积
• h'是两板之间的间隙宽度。
电容式传感器提供非接触式目标检测。这些传感器不仅能检测目标是否存在，还能检测压力、流量、间距、液位等。不同行业的不同材料都可以简单地实现这一功能。电容式传感器有以下不同类型。
这种类型的电容式传感器呈圆片或圆柱形，可以放置在最紧凑的地方。这些传感器主要用于监测和控制机器流程，也可用作工作计数探测器。为了在狭小的空间内提供最佳的安装效果，小型传感器头需要一个外部放大器。因此，在这个外部放大器上，电位计可用于调节灵敏度。
与∅6.5 - M12 和 M12 - M30 的微型传感器相比，这种圆柱形电容式传感器更大。这种传感器主要包括可调感应距离、多种外壳直径以及齐平和不齐平安装选项。这些传感器主要提供液位检测或直接的非接触式接近检测，或者在整个容器壁上进行检测。
高温电容式传感器用于传感器头暴露在极端温度下的场合。即使直接接触高温材料和温度，这些传感器也能正常工作，即使在最恶劣的环境下也能检测液体温度水平和散装货物。
模拟电容式传感器的工作原理与典型的电容式传感器类似，但根据使用方式的不同，它具有不同的优点。例如，与其他用途相比，这些传感器在选择材料、监测厚度和浓度差异方面非常出色。
主控电容式传感器电路图如下所示。该电路可由电容式传感器、R1=220K、R2=47K、R3=1K、D1=TIC106M 600V 5A 可控硅、LP1 为任何小型霓虹灯泡、LP2 为 230V 灯、BZ1 为 230V 蜂鸣器（可选）、SPST SW1（可选）、PL1 为公电源插头和电缆等电子元件构成。
该电路作为高灵敏度电容式传感器工作。一旦人体的某一部分靠近传感器，蜂鸣器和灯就可以在电源电压的一半下工作。该电路可用作 门报警电路或电容传感器电路的替代电路。
一旦将此电路用作门报警器，一旦有人从外部触碰到门把手，蜂鸣器或灯就会被触发。该报警器不是自锁式的，因此一旦手从门上移开，蜂鸣器/灯就会失效。
大范围灵敏度控制 “R2 ”允许在不同类型的门、把手和锁上使用电路。事实证明，即使锁的一小部分与墙壁接触，该装置也能保持稳定，但在全金属门上则不起作用。
该电路可用作简单的触摸控制器，因为一旦 “R1 ”的左侧端子被触摸，它就会工作。在这种情况下，可以不使用感应板。或者，使用一块 30 x 20 厘米的薄铝片或铜片作为传感器，在 20 厘米的距离内就能探测到人体的一部分。
本电路主要是为交流 230V 工作电压而设计的。如果需要使用 110 至 120 伏交流电，则 “R1 ”的值必须改为 100K。如果该电路不能正常工作，请尝试将电源插头翻入插座，因为电源中性线应连接到 D1 的阴极端子上。一旦该电路被用作门把手报警器，那么用 5K 至 10K 范围内的微调电位器 R2 就能实现更好的系统。
请注意，负载将以可用主电源电压的一半来驱动。这不会造成任何问题，因为灯会产生足够的信号光，市电操作的蜂鸣器也会正常工作，只是产生的噪音会小一些。电路连接至 230 伏交流主电源，插上电源后请远离电路并将其放在塑料盒中。
| 电容式传感器 | 电感式传感器 |
| 电容式传感器通过电场检测物体。 | 电感式传感器通过磁场检测物体。 |
| 要通过电容式传感器检测物体，物体不需要导电。 | 要通过电感式传感器检测物体，物体必须是导电的。 |
| 这些传感器可用于检测金属和非导电材料。 | 这种传感器用于检测金属物体。 |
| 电容式传感器的工作原理是测量一种称为电容的电气特性的变化。 | 这些传感器根据电感变化原理工作。 |
| 电容式传感器有微型、圆柱形、高温和模拟四种类型。 | 电感式传感器有三种类型：高频振荡型、磁性型和静电容量型。 |
| 开关频率较低。 | 开关频率较高。 |
| 由于可能出现误触发，因此精度不高。 | 精度非常高。 |
| 电容式传感器的探测范围为 2 至 50 毫米。 | 电感式传感器的探测范围为 0.8 至 100 毫米。 |
电容式传感器的特点如下：
• 这些传感器可以感应到机械限位开关无法感应到的小型或轻型物体。
• 这些传感器提供最大开关速率，可在基于物体计数的应用中快速响应。
• 它们可以感应塑料、玻璃等非金属障碍物中的液体目标。
• 它们的工作寿命长，几乎可以无限制地工作。
• 固态 O/p 可产生无反弹的接触信号。
• 距离或范围： 与其他传感器相比，这些传感器的感应距离通常在 5 至 40 毫米之间。
• 这些传感器在线性度、精确度、稳定性、带宽和分辨率方面均优于应变计和 LVDT 等传统传感器。
电容式传感器的优点如下：
• 这些传感器可检测非金属目标。
• 可使用特定类型的容器进行检测
• 结构简单
• 电容式传感器可适应不同类型的材料。
• 这些传感器可检测固体和液体目标
• 成本较低
• 灵敏度高，只需很小的能量即可操作。
• 适用于测量压力、湿度、力等。
• 具有良好的频率响应和分辨率（<0.003 毫米）
电容式传感器的缺点如下：
• 对湿度、温度等环境条件的变化反应灵敏，因此会影响性能。
• 与电阻测量相比，电容测量不容易。
• 与电感式传感器相比，电容式传感器不够精确。
电容式传感器的应用包括以下方面：
• 电容式传感器可检测和测量除空气以外的导电或介电物体。
• 这些传感器最常用于确定导电目标位置的变化。不过，这类传感器在测量密度、存在、厚度和非导体位置方面也非常有效。塑料等非导电材料的介电常数与空气不同。
• 电容式传感器用于检测或测量位置、接近度、加速度、位移、液位和湿度。
• 作为输入设备，电容式传感触摸屏可用于手机、平板电脑、数字音频播放器等。
• 这些传感器取代了机械按钮。
因此，这就是电容式传感器的全部概述。这些传感器通常用于测量导电目标位置的变化。不过，这些传感器在测量密度、存在、厚度和非导体位置时也非常有效。
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