電容式傳感器工作原理及類型 

    電容式傳感器是將被測(cè)量（如尺寸、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種傳感器。

9.4.1 工作原理及類型

    由物理學(xué)可知，在忽略邊緣效應(yīng)的情況下，平板電容器的電容量為

   （F）

式中   

 —真空的介電常數(shù)，  =8.854×10-12F/m；

        ε—極板間介質(zhì)的相對(duì)介電系數(shù)，在空氣中，ε=1；

        S—極板的遮蓋面積（m2）；

        δ—兩平行極板間的距離（m)。

    上式表明，當(dāng)被測(cè)量δ、S或ε發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起電容的變化。如果保持其中的兩個(gè)參數(shù)不變，而僅改變另一個(gè)參數(shù)，就可把該參數(shù)的變化變換為單一電容量的變化，再通過配套的測(cè)量電路，將電容的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。根據(jù)電容器參數(shù)變化的特性，電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型三種，其中極距變化型和面積變化型應(yīng)用較廣。

1.      極距變化型電容式傳感器

極距變化型電容式傳感器

傳感器的靈敏度為

 結(jié)論

從   可看出，靈敏度K與極距平方成反比，極距愈小，靈敏度

愈高。一般通過減小初始極距來提高靈敏度。由于電容量C與極距δ呈非線性關(guān)系，故這將引起非線性誤差。為了減小這一誤差，通常規(guī)定測(cè)量范圍 。一般取極距變化范圍為。此時(shí)，傳感器的靈敏度近似為常數(shù)。實(shí)際應(yīng)用中，為了提高傳感器的靈敏度、增大線性工作范圍和克服外界條件（如電源電壓、環(huán)境溫度等）的變化對(duì)測(cè)量精度的影響，常常采用差動(dòng)型電容式傳感器。