电容传感器 什么是电容传感器？

什么是电容传感器？

什么是电容传感器？

电容传感器是非接触型传感器，其根据在传感器电极和GND或人手之间产生的电容变化来检测物体。传感器电极可以是任何导电金属，因此可以设计低成本且高度灵活的系统。

在了解电容式传感器之前，首先要了解电容器。

电容器是电子电路中常见的无源元件之一，是通过静电电容来积蓄电荷或释放电荷的元件。电容器由两块金属板和夹在它们之间的电介质组成。

可以使用以下公式计算电容器的电容：

电容（C）受电介质的相对介电常数（ε），金属板的面积（S）和两个金属板（D）之间的距离的影响。由于ε和S在分子侧，因此C随着值的增加而增加，并且C随着值的减小而减小。另一方面，C随着分母上的D值的增加而增加，并且随着值的减小而增加。

在电容传感器的情况下，通过将诸如空气或丙烯酸板的电介质夹在用于传感器的电极和具有GND电位的物体（例如人手）之间来形成伪电容器。由内置于设备中的电路测量并转换为数字值。

如果应用于上述等式，则D的变化影响C，因此测量C可以确定人手是否已接近或远离传感器。

应用案例

通过应用电容传感器，不仅可以进行人手的接近检测（接近感测），还可以进行水位检测和手势识别。

在接近感测中，由于检测范围取决于平板电极的面积，因此可以通过使用大平板电极来检测更远的物体，并且还可以检测高达约50cm的距离/位置。

在水位检测的情况下，可以通过如下所示并排布置板电极和GND电极来测量水位。由于水容易导电并且空气不容易流动（即，相对介电常数不同），所以随着与水相邻的板电极的面积增加，电容增加。使用电容传感器检测水位的机制是计算电容值以确定水位。

感应电容超声波，这些传感器居然有这么多区别？你都知道吗？

传感技术广泛应用于各种行业，包括石油和天然气、制药以及食品饮料行业。为了选择最合适的传感器，考虑因素应包括环境、尺寸、安装类型、外壳和连接等选项，在本文简要概述感应传感器、电容传感器和超声传感器原理、特点、用途及使用注意事项。

1、感应传感器

固态元件利用感应磁场的原理感应有无金属物体。检测铁磁性金属材料，适合在不干净的潮湿区域使用，防灰尘但传感距离有限制（最多50mm）

感应传感器工作原理

感应传感器结构内具有四个基本元件，即线圈、振荡器、触发电路和输出端。

感应传感器借助振荡器形成了一个高频场；线圈在传感器尖端辐射该场，从而形成传感场。当金属物体进入传感场时，涡电流就被引入其内，从而降低振荡器发出的能量。当能量降至足够低时，振荡器将停振。触发电路在感应到振荡停振时，将改变输出端开关装置的状态。

金属物体越靠近传感器尖端时振荡幅度越低，而远离时幅度增加，本质上这就是感应传感器的工作原理。

感应传感器优势

①适合在不干净环境内使用，不受潮湿或灰尘影响；

②无活动部件，即无机械磨损；

③与其他传感技术相比，对表面的依赖性较低；

④无盲区；

⑤检测不取决于颜色

感应传感器注意事项

感应传感器仅感应金属物体。

感应传感器应用

①组装线

②机床

③物质/物体的金属检测

④零件分类

⑤识别黑色和有色金属（仅限亚铁选择性传感器）

2、电容传感器

利用静电场内的变化检测金属、非金属、液体和固体的固态元件。

电容传感器工作原理

电容传感器结构内具有四个基本元件，即传感器板、振荡器、触发电路和输出端。

目标物体和传感器板构成了振荡器反馈电路。当物体和传感器板靠近时，反馈电容出现；当大电容出现时，就会开始振荡。触发电路感应振荡水平并得以控制，从而改变输出端开关装置的状态。

物体越远离传感器尖端时振荡幅度降低，而靠近时幅度增加。其在本质上为电容传感器的工作原理。

电容传感器优势

①检测金属、非金属、固体和液体；

②可穿透某些材料（产品包装盒）；

③固态，无磨损，使用寿命长；

④安装配置较多。

电容传感器注意事项

①传感距离较短，随着目标材料的变化而变化（≥ 25mm）；

②易受环境影响，湿度可影响传感输出；

③根本不选择其目标，重要的是控制靠近传感器的物体（假触发）。

电容传感器应用

①液面传感

②产品填装线

③塑料件检测

④材料搬运的货板检测

⑤不规则物体

3、超声传感器

超声传感器利用恒定声速检测有无物体。

基于声音以相对恒速传播的原理，测定超声波离开传感器并在碰到目标物体后反射回来所用的时间与目标物体的距离成正比。

传感器发出声脉冲，反射进入波场的物体。反射声被传感器接收；当物体在规定范围之内时，该声波回声产生输出信号。其在本质上为超声传感器的工作原理。

超声传感器优势

①不依赖于物体的颜色或光反射率；

②可忽视背景物体；

③检测固体和液体；

④随着距离的线性响应，即与测量装置连接时可给出距离指示；

⑤高达15m的较大传感范围

超声传感器注意事项

①嘈杂的噪声可给出错误读数；

②较长范围内可能难以感应吸声物体；

③确保四方平面对齐。

超声传感器应用

①距离和高度测量

②工业水平控制

③玻璃和透明物体检测

④检测缺失的零件或物体

超声波最大的劣势是水雾和颗粒也可以触发信号，适用场景比较受限！

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