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科普:什么是电容传感器?

返回列表 来源:华芯霍尔元件 浏览:0 发布日期:2021-09-04 11:20:03【

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。

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