电容式传感器工作原理

Ber_thaw99

一、电容传感器简介( o! H& Q& X; |, y$ [
( ^( y; {" g4 `$ i1 Y0 d* ~7 G) |! R4 }# M" }$ T
( G* K! B) f  c! V5 ?( x　　电容传感器，英文名称为capacitive type transducer，是一种将其他量的变换以电容的变化体现出来的仪器。其主要由上下两电极、绝缘体、衬底构成，在压力作用下，薄膜产生一定的形变，上下级间距离发生变化，导致电容变化，但电容并不随极间距离的变化而线性变化，其还需测量电路对输出电容进行一定的非线性补偿。3 X: K$ s6 K! O2 {" X* V+ |

　　
  P& o) Q4 j; r# w二、电容传感器分类; `2 i& [7 n4 Z+ k8 q# z. ]
　　电容式传感器一般由两个平行电极构成，在其两个电极之间以空气作为介质，在不考虑边缘效应的前提下，其电容可表示为C=εS/d，其中，ε表示两电极间介质(即空气)的介电常数，S表示两电极之间相互覆盖的面积，d表示两电极间的距离，电容受这三个参数影响，任意一参数的改变就会使得电容得以改变。因此，可将电容传感器分为介质变化型(ε的变化因此C的变化)、面积变化型(S的变化因此C的变化)和极距变化型(d的变化因此C的变化)三种。
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三、电容传感器原理. M, c- Q! |. J7 [/ P: \7 a. ~( ]4 i- Y
　　电容传感器也称为电容物位计，其电容检测元件基于圆筒形电容器原理进行工作，圆筒形电容器主要由两个相互绝缘的同轴圆柱极板构成，在两个极板之间填充介质，则该电容器的容量即为C=2∏eL/lnD/d，其中，ε表示两极板间介质的介电常数，L表示两极板之间相互重合的长度，D表示外面的圆柱形极板的直径，d表示里面的圆柱形极板的直径，由于在固定情况下进行测量时，其D、d、e三个参量是不会变的，因此可根据测量的电容量得知其液位高度。
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2 L9 M+ U2 d8 l9 `四、电容传感器优缺点
8 |# N4 D# [/ b, ^+ b  j　　电容式传感器较电阻式传感器、电感式传感器而言具有一定的优势，但其也并不是完美无缺的，其也有缺点存在，下面我们就对电容式传感器的优缺点进行整合：$ d1 W+ h$ F; y: ^
1 H7 g& y9 a* B7 E6 ^5 g; c　　优点：价格便宜、实惠；灵敏度高、准确性好；结构简单；恶劣环境下也可适用；温度稳定性好；具有平均效应；动态响应性好；过载能力强。
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　　缺点：输出非线性；寄生电容、分布电容的灵敏度、测量精确度易受影响，不稳定；连接电路较复杂