第5章 电容式传感器

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《传感器原理及工程应用》第三版XX电子科技大学出版社

第5章电容式传感器

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第5章电容式传感器

电容器是电子技术的三大类无源元件之一电容器是电子技术的三大类无源元件之一三大类无源元件电阻、电感、电容）（电阻、电感、电容）电容传感器：利用电容器的原理，将被测非电量转换成电容传感器：利用电容器的原理，将被测非电量转换成电容器的原理非电量电容量，电容量，进而实现非电量到电量的转化的器件或装置。器件或装置。电容传感器的实质：一个具有可变参数的电容器电容传感器的实质：

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第5章电容式传感器

优点

结构简单、体积小、结构简单、体积小、分辩率高

可进行非接触测量可进行非接触测量能在高温、辐射、猛烈振动等恶劣条件下工作能在高温、辐射、猛烈振动等恶劣条件下工作恶劣条件小功率、高阻抗，本身发热影响小小功率、高阻抗，电容器小到几十～几百微法，具有高输出阻抗电容器小到几十～几百微法，具有高输出阻抗到几十静电引力小（极板间），工作所需作用力很小静电引力小（极板间），工作所需作用力很小），可动质量小，具有高的固有频率动态响应特性可动质量小，具有高的固有频率动态响应特性

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第5章电容式传感器

缺点

①寄生电容影响较大②当电容传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性

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第5章电容式传感器

应用

传统电容式传感器主要用于位移、振动、角度、传统电容式传感器主要用于位移、振动、角度、加速度等机械量缜密测量现逐渐应用于压力、差压、液位、现逐渐应用于压力、差压、液位、成份含量等方面在非电量测量和自动检测中也广泛应用

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各种电容式传感器

电容式接近开关

电容式指纹传感器

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各种电容式传感器

电容式变送器

差压传感器

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电容式传感器典型应用

测量管道液位高度

硅微电容式传感器

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第5章电容式传感器

5.1电容式传感器的工作原理和结构5.2电容式传感器的灵敏度及非线性5.3电容式传感器的等效电路5.4电容式传感器的测量电路5.5电容式传感器的应用

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5.1电容式传感器的工作原理和结构

（1）电容电场的边缘效应）（2）电容量的定义形式）（3）电容式传感器的分类）

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（1）电容电场的边缘效应）

在理想条件下，在理想条件下，平行板电容器的电场均匀分布于两极板所围成的空间，两极板所围成的空间，这仅是简化电容量计算的一种假定。当考虑电场的边缘效应时，状况要繁杂的多。假定。当考虑电场的边缘效应时，状况要繁杂的多。边缘效应的影响相当于传感器并联一个附加电容，边

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