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電容式傳感器原理
閱讀：1231 發布時間：2020-12-15
一、電容傳感器簡介
電容傳感器，英文名稱為capacitive type transducer，是一種將其他量的變換以電容的變化體現出來的儀器。其主要由上下兩電極、絕緣體、襯底構成，在壓力作用下，薄膜產生一定的形變，上 下級間距離發生變化，導致電容變化，但電容并不隨極間距離的變化而線性變化，其還需測量電路對輸出電容進行一定的非線性補償。
二、電容傳感器分類
電容式傳感器一 般由兩個平行電極構成，在其兩個電極之間以空氣作為介質，在不考慮邊緣效應的前提下，其電容可表示為C=εS/d，其中，ε表示兩電極間介質(即空氣)的 介電常數，S表示兩電極之間相互覆蓋的面積，d表示兩電極間的距離，電容受這三個參數影響，任意一參數的改變就會使得電容得以改變。因此，可將電容傳感器 分為介質變化型(ε的變化因此C的變化)、面積變化型(S的變化因此C的變化)和極距變化型(d的變化因此C的變化)三種。
三、電容傳感器原理
電容傳感器也稱為電容物位計，其電容檢測元件基于圓筒形電容器原理進行工作，圓筒形電容器主要由兩個相互絕緣的同軸圓柱極板構成，在兩個極板之間填充介 質，則該電容器的容量即為C=2∏eL/lnD/d，其中，ε表示兩極板間介質的介電常數，L表示兩極板之間相互重合的長度，D表示外面的圓柱形極板的直 徑，d表示里面的圓柱形極板的直徑，由于在固定情況下進行測量時，其D、d、e三個參量是不會變的，因此可根據測量的電容量得知其液位高度。
四、電容傳感器優缺點
電容式傳感器較電阻式傳感器、電感式傳感器而言具有一定的優勢，但其也并不是完美無缺的，其也有缺點存在，下面我們就對電容式傳感器的優缺點進行整合：
優點：價格便宜、實惠；靈敏度高、準確性好；結構簡單；惡劣環境下也可適用；溫度穩定性好；具有平均效應；動態響應性好；過載能力強。
缺點：輸出非線性；寄生電容、分布電容的靈敏度、測量精度易受影響，不穩定；連接電路較復雜。