电容级传感器通过检测电容的变化来测量容器中的液体或固体水平. 计算这些传感器的电压输出对于准确读取和系统集成至关重要,本指南提供了清晰,分步骤的过程,根据传感器参数和电路配置来确定电压输出.

理解传感器和电路

电容电位传感器的电压输出取决于传感器电容的变化,因为电位变化和用于测量这种变化的电路不同,通常,传感器构成RC(阻电)电路的一部分,或者与将电容变换成电压信号的振荡电路相连.

计算电容变化

传感器的电容随材料的级别而变化,电容的基本公式是:

C=( ⁇ 0 * ⁇ r *A)/d]

· :

  • = 真空许可性
  • r =材料的相对允许性
  • A=传感器板块面积
  • d =板块之间的距离

随着电位的变化,板块之间的有效电离材料会发生变化,改变 ⁇ r,从而改变电容.

将电容转换为电压

在典型的RC电路中,电容器的电压可以使用充电方程计算:

V(t) = V 供应* (1-e^(-t / (R * C)) ]

· :

  • V(t)=时t的电压
  • V 供电=供电电压
  • R =电路中的阻力
  • C = 先前计算的能力
  • t = 充电开始以来的时间

通过在特定时间或稳定状态下测量电压,可以从电压输出中推断出传感器的电位.

实例

电源电压为5V,电阻为R,电压为10k,电压随电位变化而变化,从10pF到20pF不等。利用电压方程,电压在稳定状态(t → + +)大约等于V 电压。对于动态测量,可以计算特定时间的电压来确定电压。