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       電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造和保證高的精度,可以做得非常小巧,以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測(cè)量;能工作在高溫,強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場(chǎng)等惡劣的環(huán)境中,可以承受很大的溫度變化，接下來(lái)由電容式傳感器的小編給你介紹一下具體的分類(lèi)呢。

電容傳感器可分為三類(lèi)：即極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型電容傳感器

1、可變極距電容傳感器

以平行板電容器為例，上極板固定，下極板為可動(dòng)極板，兩極板之間的初始距離為d0。隨著距離減小Δd，電容相應(yīng)增加，電容的相對(duì)變化如下：

可以看出，電容的相對(duì)變化與位移之間存在非線(xiàn)性關(guān)系。通過(guò)在誤差范圍內(nèi)省略高階項(xiàng)可以獲得近似線(xiàn)性關(guān)系。即電容式傳感器的靜態(tài)靈敏度為。如果只考慮二階非線(xiàn)性項(xiàng)而忽略其他高階項(xiàng)，則非線(xiàn)性誤差可得如下：

極距越小，非線(xiàn)性誤差越大。通常，極距的變化范圍為 Δd/d0 ≈ 0.1。因此，這類(lèi)電容式傳感器僅適用于測(cè)量小位移（0.01 μm 至 1 mm）。 ）。

差分電容傳感器通常用于實(shí)際應(yīng)用中，以提高靈敏度、減少非線(xiàn)性誤差，同時(shí)克服外部條件的影響，例如電源電壓和環(huán)境溫度的變化。差分電容器的總電容變化如下。

因此，如果電容傳感器采用微分結(jié)構(gòu)后，如果同一物體的相對(duì)位移發(fā)生變化，則非線(xiàn)性誤差大大降低，靈敏度比單極電容傳感器提高一倍。

2、變面積電容傳感器

以變面積電容傳感器為例，當(dāng)上極板移動(dòng)時(shí)，兩極板的相對(duì)覆蓋面積發(fā)生變化，電容發(fā)生變化。這種傳感器可用于位移測(cè)量。根據(jù)應(yīng)用的不同，有平行板式極板、圓柱形極板、鋸齒形極板等。這種類(lèi)型的傳感器具有出色的線(xiàn)性度。

如果活動(dòng)板的位移是線(xiàn)性的，則對(duì)應(yīng)的電容變化如下：這里，K是靈敏度，輸出和輸入是線(xiàn)性關(guān)系，靈敏度是常數(shù)。然而，雖然平行板結(jié)構(gòu)對(duì)極距的變化特別敏感，影響測(cè)量精度，但圓柱結(jié)構(gòu)對(duì)板徑向變化的影響較小，是最常用的結(jié)構(gòu)。實(shí)際上。隨著移動(dòng)圓柱體的移動(dòng)和兩個(gè)圓柱體重疊長(zhǎng)度的變化，電容變化如下：其中 K 是靈敏度。

3、可變介質(zhì)容量傳感器

可變介質(zhì)電容傳感器是在電容器的兩個(gè)極板之間插入不同的介質(zhì)來(lái)改變電容?；诖嗽順?gòu)建的傳感器通常用于測(cè)量液體的液位（即電容式液位）。傳感器）和材料厚度。

同軸圓柱形電容器的初始電容為。在測(cè)量過(guò)程中，電容介質(zhì)一部分是被測(cè)液位的液體，另一部分是空氣。 C1為液位hx形成的電容，C2為空氣高度h-hx形成的電容。由于 C1 和 C2 可以被認(rèn)為是兩個(gè)并聯(lián)的電容器，因此總電容為：

從理論上可以看出，電容與液位呈線(xiàn)性關(guān)系。液位的高度可以通過(guò)測(cè)量電容的大小來(lái)獲得。

另一種測(cè)量介電常數(shù)變化的電容傳感器在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于平行板電容器。如果未知厚度和已知相對(duì)介電常數(shù)的介質(zhì)通過(guò)電極之間的間隙，則介質(zhì)的厚度將為：它是通過(guò)改變電容獲得的。