測(cè)量新方法促進(jìn)電容傳感器在汽車中的應(yīng)用
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電容器的電容可以根據(jù)它的結(jié)構(gòu)來(lái)計(jì)算：C =εoεrA/d
其中，εo是真空介電常數(shù)，εr是材料的介電常數(shù)，A是所用的導(dǎo)板面積，d則是兩個(gè)電極之間的距離。除少數(shù)例外(如壓力傳感器)，所有電容傳感器都是利用導(dǎo)板表面或電介質(zhì)的變化來(lái)測(cè)量電容的改變。大多數(shù)傳感器可以被劃分成兩類：一類是導(dǎo)板面積(幾何)變化的(如液位傳感器或位移傳感器)；另一類是依賴εr變化的(如 接近傳感器或濕度傳感器)。
濕度傳感器是電介質(zhì)傳感器的經(jīng)典例子，使用濕度敏感聚合物層作為電介質(zhì)。隨著濕度的增加，堆積越來(lái)越多的水分子，因此εr增大。傳感器檢測(cè)液體(如油或燃料)的純度，實(shí)質(zhì)由兩塊固定的導(dǎo)板構(gòu)成，液體自身形成電介質(zhì)。必需的液體特性根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定(例如：油或燃料中增加的水份)。溫度起到?jīng)Q定性的作用，也必須可靠地確定。測(cè)量電介質(zhì)變化的簡(jiǎn)單的接近傳感器，通常需要最復(fù)雜的測(cè)量電子學(xué)。
圖3
遙控開(kāi)關(guān)非常容易制造，因而使得諸如無(wú)鑰匙點(diǎn)火或?qū)﹄妱?dòng)窗的箝位保護(hù)之類的應(yīng)用成為可能。無(wú)鑰匙汽車一個(gè)重要的必要條件是盡可能使輸入電流最低——標(biāo)準(zhǔn)情況是低于100A。多年以來(lái)制造商已經(jīng)將Σ-Δ轉(zhuǎn)換器進(jìn)行優(yōu)化，因此已有一些適合的體系結(jié)構(gòu)。
雨水傳感器可以用一個(gè)類似的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。它們易于制造，性價(jià)比較高，而且尺寸也可以是一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。然而，基于水滴光學(xué)折射的傳統(tǒng)雨水傳感器在擋風(fēng)玻璃只有一個(gè)非常小活動(dòng)區(qū)域，這就降低了系統(tǒng)靈敏度，導(dǎo)致重復(fù)出現(xiàn)干擦和沒(méi)有擦到的問(wèn)題。
幾何變化傳感器
依靠幾何變化的傳感器的例子有壓力傳感器、液位傳感器和位移傳感器－這些傳感器都是簡(jiǎn)單地移動(dòng)固定導(dǎo)板之間的電介質(zhì)。壓力傳感器使用具有固定尺寸的兩塊導(dǎo)板作為膜；由于導(dǎo)板有彈性，作用在傳感器上的壓力就會(huì)改變它們之間的距離。
圖4
在一個(gè)液位傳感器中，一對(duì)固定的導(dǎo)板浸沒(méi)在要測(cè)量的液體中。制造商能夠以非常低的成本制造出印制導(dǎo)體。第二對(duì)導(dǎo)板附著在底部，可以檢測(cè)出由于溫度或其他影響導(dǎo)致的電介質(zhì)變化，如下圖所示。
評(píng)論