電容式傳感器原理

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(xiàn)出來的儀器。其主要由上下兩電極、絕緣體、襯底構(gòu)成，在壓力作用下，薄膜產(chǎn)生一定的形變，上 下級間距離發(fā)生變化，導(dǎo)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(gòu)成，在其兩個電極之間以空氣作為介質(zhì)，在不考慮邊緣效應(yīng)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(zhì)(即空氣)的 介電常數(shù)，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(shù)影響，任意一參數(shù)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(zhì)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(gòu)成，在兩個極板之間填充介 質(zhì)，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(zhì)的介電常數(shù)，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(jù)測量的電容量得知其液位高度。

四、電容傳感器優(yōu)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(yōu)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(yōu)缺點進行整合：

優(yōu)點：價格便宜、實惠；靈敏度高、準確性好；結(jié)構(gòu)簡單；惡劣環(huán)境下也可適用；溫度穩(wěn)定性好；具有平均效應(yīng)；動態(tài)響應(yīng)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(wěn)定；連接電路較復(fù)雜。