電容電場的邊緣效應(yīng)
發(fā)布時間:2014/11/25 21:18:42 訪問次數(shù):6085
此外,在制造電容傳感器時,一般要選用溫度膨脹系數(shù)小、幾何尺寸穩(wěn)定的材料。例如, AD7524JR電極的支架選用陶瓷材料要比塑料或有機玻璃好;電極材料以選用鐵鎳合金為好;近年來用在陶瓷或石英上噴鍍一層金屬薄膜來代替電極,效果更好。
減小溫度誤差的另一常用措施是采用差動對稱結(jié)構(gòu),在測量電路中加以補償。
理想條件下,平行板電容器的電場均勻分布于兩極板相互覆蓋的空間,但實際上,在極板的邊緣附近,電場分布是不均勻的,從而使電容的實際計算公式變得相當(dāng)復(fù)雜。這種電場的邊緣效應(yīng)相當(dāng)于傳感器并聯(lián)了一個附加電容,其結(jié)果使傳感器的靈敏度下降和非線性增加。
為了盡量減少邊緣效應(yīng),首先應(yīng)增大電容器的初始電容量,即增大極板面積和減小極板間距。此外,加裝等位環(huán)是一個有效方法。以圓形平板電容器為例,如圖2-97所示在極板A的同一平面內(nèi)加一個同心環(huán)面G。A和G在電氣上相互絕緣,二者之間的間隙越小越好。使用時必須始終保持A和G等電位,故稱G為等位環(huán),這樣就可使A、B間的電場接近理想的均勻分布了。
加裝等位環(huán)的電容器有三個端子A、B、G。應(yīng)該說明的是,它雖然有效地抑制了邊緣效應(yīng),但也增加了加工工藝難度。另外,為了保持A與G的等電位,一般盡量使二者同為等電位。但有時難以實現(xiàn),這時就必須加入適當(dāng)?shù)碾娮泳路。
此外,在制造電容傳感器時,一般要選用溫度膨脹系數(shù)小、幾何尺寸穩(wěn)定的材料。例如, AD7524JR電極的支架選用陶瓷材料要比塑料或有機玻璃好;電極材料以選用鐵鎳合金為好;近年來用在陶瓷或石英上噴鍍一層金屬薄膜來代替電極,效果更好。
減小溫度誤差的另一常用措施是采用差動對稱結(jié)構(gòu),在測量電路中加以補償。
理想條件下,平行板電容器的電場均勻分布于兩極板相互覆蓋的空間,但實際上,在極板的邊緣附近,電場分布是不均勻的,從而使電容的實際計算公式變得相當(dāng)復(fù)雜。這種電場的邊緣效應(yīng)相當(dāng)于傳感器并聯(lián)了一個附加電容,其結(jié)果使傳感器的靈敏度下降和非線性增加。
為了盡量減少邊緣效應(yīng),首先應(yīng)增大電容器的初始電容量,即增大極板面積和減小極板間距。此外,加裝等位環(huán)是一個有效方法。以圓形平板電容器為例,如圖2-97所示在極板A的同一平面內(nèi)加一個同心環(huán)面G。A和G在電氣上相互絕緣,二者之間的間隙越小越好。使用時必須始終保持A和G等電位,故稱G為等位環(huán),這樣就可使A、B間的電場接近理想的均勻分布了。
加裝等位環(huán)的電容器有三個端子A、B、G。應(yīng)該說明的是,它雖然有效地抑制了邊緣效應(yīng),但也增加了加工工藝難度。另外,為了保持A與G的等電位,一般盡量使二者同為等電位。但有時難以實現(xiàn),這時就必須加入適當(dāng)?shù)碾娮泳路。
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