传感器检测技术中的屏蔽问题

传感器检测技术中的屏蔽问题：任何两个寻体之间均可构成电容，出此电容式传感器除厂被片间的电容外，极片还可能与用闹物体产生电容联系，这种附加的屯容联系称之为寄生电容。寄生电容使电容式传感器的电容旦改变，俞于传感器本身电容量小，寄生电容又是极不稳定的，这就会导致传感器特性的4＼稳定，从而对传感器产生严至干扰。

为了克服这种不稳定的寄生电容锅合，最通常的方法足对电容式传感器及其引出导线采取屏蔽措施。即将电容式传感器放在金届失体内，然后将金属壳体接地，这样就消除了传感器与壳体外部物体之间不稳定的寄小电容联系，金届J4蔽向时起到了消除外界静电场和交变电磁场的十扰作用。同样电容式传感器的引出线必须采用屏蔽线，且应与传感器壳体相连并无断开的不解蔽的间隙，屏蔽线外套同样府良好接地。但是尽管采用屏蔽线并良好接地。对屯存式传感器来说，仍然存在以F两个问题：

(1)屏蔽线本身电容量大．最大的邱米可达上百PF，最小的也今几个Prl)由丁电容式传感器本身电容量一般亦仅几十Pr．小的只儿y5、，当屏蔽线较长日共电容剖车感器电容并联时，传感器的电容相对变化大大降低，因而使传感器灵敏度大大降低。

(2)电缆本身的电容员由于放量份置和形状不向而有很大变化，同样使传感器性能不稳定。电缆屯存的影响，长期以来富工机电商城成为电容式传感器难于解决的棘手的技术问题，目前电子技术的发展，已为此问题的解决创造了良好的条件。

一种可能的解决入法是将电了线路的前级或全部装在离传感器机械部分很近的地方，以求减少或消除长电缆的影响。如在调频式测旦线脐中，传感器与振荡器之间用o．5m向轴电缆相连，而振荡器与后续测量系统之间旭缆长度pJ达xD m。如果利用超小型大规模集成电路技术，将全部测量线路装在传感器壳体内，也是完全啪自实现的。

另一种方法就是所谓“双屏蔽等电位传输技术”，有的称“驱动电缆”。这种方法的基本思路是：连接电缆采用内外双层屏蔽，使内屏蔽与被屏蔽导线的电位相问，这样引线与内屏蔽之间的电缆电容不起作蝴，外屏蔽仍将接地的起屏蔽作用。

电容式传感器的输出引线采用双层屏 图中电容式传感器的输出引线采用双层屏蔽电缆。电缆引线将电容极片上的电乐输至测丝线路的同时，还将输入至一个放大倍数严格为1的放大器，因而在此放大器的输出端得到一个与输入完全相同的输出电斥．然后将其加到内屏蔽上。由寸；内J4蔽线与引线电位完全相同，因W两者之间没有电容性电流存在，这就等效地消除了引线勺内屏蔽之间的电容c而外屏蔽接地后，对地之间电容将成为1：1放大器的负载，它也与传感器的电容无关，这样无论电缆形状利位置如何变化都木会对传感器的工作产生影响。

这里应提一下对驱动电缆放大器的要术，出为电容式传感器是交流供电的，其极片上的电压是交流电压，因此所得1：1放大器，就4、仅要求放大器的输出电压与输入电压的幅值相同，而且两者之间的相移亦应为零*另外，向阁可见，这种放大器的输人阻抗是与传感器电容相并联的，造就要求放大器最好能有无穷大的输入电阻和接近于零的输人电容*这些要求只能在一定程度上得到满足．尤其是要做到输入电容近于零和相移近罕是非常闲难的，冈此应根据不同的具体情况提出要求，采取不同的驱动电缆方案。实验证明．采蝴驱动电缆技术，即使电容式传感器电容较小，在传输电缆长达10 nl时，传感器仍能很好地i。

在电容式传感器必须在恶劣环境条件下工作时，如在高低温、强辐射情况下，半导体器件经受不住这种恶劣条件，而无法采取第一种方法时，采用驱动电缆技术就成为必须的。当然这样也带来了线路的复杂化，在某些情况下，如在电容式油量表中，根据传感器电容量较大(一般达几百PF)的情况，采用一股的同轴屏蔽电缆及选择适当的接地点，引线电缆仍可长达10 m，丽使仪表成功地保持正常工作c由此uJ见并非在一切情况下都必须采用这种措施不可。