電介質(zhì)是能夠被電極化的絕緣體。電介質(zhì)的帶電粒子是被原子、分子的內(nèi)力或分子間的力緊密束縛著，因此這些粒子的電荷為束縛電荷。在外電場(chǎng)作用下，這些電荷也只能在微觀范圍內(nèi)移動(dòng)，產(chǎn)生極化。在靜電場(chǎng)中，電介質(zhì)內(nèi)部可以存在電場(chǎng)，這是電介質(zhì)與導(dǎo)體的基本區(qū)別。

電介質(zhì)

電介質(zhì)包括氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)等范圍廣泛的物質(zhì)，也包括真空。固態(tài)電介質(zhì)包括晶態(tài)電介質(zhì)和非晶態(tài)電介質(zhì)兩大類(lèi)，后者包括玻璃、樹(shù)脂和高分子聚合物等，是良好的絕緣材料。凡在外電場(chǎng)作用下產(chǎn)生宏觀上不等于零的電偶極矩，因而形成宏觀束縛電荷的現(xiàn)象稱(chēng)為電極化，能產(chǎn)生電極化現(xiàn)象的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為電介質(zhì)。電介質(zhì)的電阻率一般都很高，被稱(chēng)為絕緣體。有些電介質(zhì)的電阻率并不很高，不能稱(chēng)為絕緣體，但由于能發(fā)生極化過(guò)程，也歸入電介質(zhì)。

電介質(zhì)分類(lèi)：

1、分子的等效正電中心和等效負(fù)電中心：電介質(zhì)均由分子和原子組成，每個(gè)分子中所有正電荷對(duì)外界作用的電效果可以等效為集中在某一點(diǎn)的等效點(diǎn)電荷的作用效果，這個(gè)等效點(diǎn)電荷的位置稱(chēng)為分子的正點(diǎn)中心；同理，每個(gè)分子中所有負(fù)電荷對(duì)外界作用的電效果可以等效為集中在某一點(diǎn)的等效點(diǎn)電荷的作用效果，這個(gè)等效點(diǎn)電荷的位置稱(chēng)為分子的負(fù)點(diǎn)中心。

2、有極分子電介質(zhì)：電介質(zhì)中各分子的等效正電中心與等效負(fù)電中心不重合的電介質(zhì)；正點(diǎn)中心和負(fù)電中心分別可用等量異號(hào)電荷代替，二者有一相對(duì)位移，這樣每個(gè)分子對(duì)外界的電性效果可以等效為一個(gè)電偶極子的作用。

3、無(wú)極分子電介質(zhì)：電介質(zhì)中各分子的等效正點(diǎn)中心與等效負(fù)電中心重合的電介質(zhì)。

電容式傳感器可以通過(guò)測(cè)量電介質(zhì)的厚度、物位來(lái)獲取有關(guān)介質(zhì)性質(zhì)的信息。由于電容式傳感器可以測(cè)量液位和位移，因此它可以用于測(cè)量電介質(zhì)的厚度和物位。此外，電容式傳感器還可以通過(guò)測(cè)量溫度、濕度等參數(shù)來(lái)間接測(cè)量電介質(zhì)的厚度和物位。通過(guò)這些測(cè)量數(shù)據(jù)，可以得到介質(zhì)性質(zhì)的相關(guān)信息，從而更好地理解和預(yù)測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)和行為。

數(shù)字電容傳感芯片 - MDC04

這里小編推薦一款由工采網(wǎng)代理的國(guó)產(chǎn)品牌MYSENTECH推出的電容傳感芯片，高精度數(shù)字電容傳感芯片 - MDC04，該芯片是高集成度的數(shù)字模擬混合信號(hào)傳感集成電路，芯片直接與被測(cè)物附近的差分電容極板相連，利用不同物質(zhì)介電常數(shù)的區(qū)別，通過(guò)放大、數(shù)字轉(zhuǎn)換、補(bǔ)償計(jì)算電容的微小變化來(lái)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)成分的傳感。芯片內(nèi)部集成高精度16bit模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC電路，其電容分辨率為0.1fF，線性度誤差小于0.3%。此外，芯片內(nèi)置精度0.5°C的溫度傳感電路，可用于溫度補(bǔ)償及其他溫度傳感場(chǎng)景。

MDC04為4通道測(cè)量，芯片可以直接與被測(cè)物附近的差分電容極板連接，通過(guò)IIC或單總線數(shù)字接口輸出測(cè)量值。芯片內(nèi)部集成了信號(hào)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、邏輯控制及補(bǔ)償單元，測(cè)量分辨率高達(dá)0.1fF，并且內(nèi)部還集成了溫度傳感器，可用于溫度補(bǔ)償或環(huán)境溫度測(cè)量等。

芯片測(cè)量工作方式靈活，可配置多通道測(cè)量組合，單次測(cè)量、周期性循環(huán)測(cè)量等工作模式。MDC04芯片支持?jǐn)?shù)字單總線和I2C雙通信接口，MDC02芯片支持?jǐn)?shù)字單總線接口。單總線接口支持長(zhǎng)線纜、多節(jié)點(diǎn)的分布式傳感。

MDC04的供電電壓為2.0V-5.5V，工作時(shí)測(cè)量峰值電流500uA，睡眠電流0.2uA，封裝形式為3*3mm QFN20，該芯片和國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，都具有很明顯的優(yōu)勢(shì)。

和國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，MDC04具有寬測(cè)量范圍、寬工作電壓、低功耗、多種接口、內(nèi)置溫度測(cè)量、小尺寸、低成本等優(yōu)勢(shì)，可用于液位檢測(cè)、食品/土壤等水分含量測(cè)量、冰霜檢測(cè)、接近/手勢(shì)傳感等應(yīng)用場(chǎng)景。

數(shù)字電容傳感芯片 - MDC04主要特點(diǎn)：

接口:I2C/單總線
供電電壓:2.0V~5.5V
峰值電流:500μA
可配置固定測(cè)量范圍:0~103.5pF
分辨率:0.1fF
溫度測(cè)量精度:0.5℃
工作溫度范圍:-55℃~125℃
線性誤差:<0.3%
可配置可變測(cè)量范圍:±15.5pF
待機(jī)電流:0.2μA
測(cè)量速度:3-20ms 可配置
封裝形式:QFN20

審核編輯 黃宇