g电容式传感器

被测机械量↕→电参数↕

输出

力学量传感器的种类繁多，应用广泛，主要应用于测力、测压、称重、测位移、测加速度、测扭矩、测温度等检测系统。目前已成为生产过程检测以及实现生产自动化不可缺少的手段之一。主要种类如下：测量电路2.力敏传感器应变式传感器电感式传感器电容式传感器压电式传感器12第三节

电容式传感器优点：测量范围大、灵敏度高、结构简单、适应性强、动态响应时间短、易实现非接触测量等。由于材料、工艺，特别是测量电路及半导体集成技术等方面已达到了相当高的水平，因此寄生电容的影响得到较好地解决，使电容式传感器的优点得以充分发挥。应用：压力、位移、厚度、加速度、液位、物位、湿度和成分含量等测量之中。电容器是电子技术的三大类无源元件(电阻、电感和电容)之一，利用电容器的原理，将非电量转换成电容量,进而实现非电量到电量的转化的器件或装置，称为电容式传感器，它实质上是一个具有可变参数的电容器。3一、工作原理与类型（一）工作原理用两块金属平板作电极可构成电容器，当忽略边缘效应时，其电容C为

S—极板相对覆盖面积；δ—极板间距离；εr—相对介电常数；ε0—真空介电常数，ε0

＝8.85pF/m；ε—电容极板间介质的介电常数。δ、S和εr中的某一项或几项有变化时，就改变了电容C0、δ或S的变化可以反映线位移或角位移的变化，也可以间接反映压力、加速度等的变化；εr的变化则可反映液面高度、材料厚度等的变化。

Sδε（二）

类型三种基本类型：变极距(变间隙)(δ)型变面积型(S)型变介电常数(r)型教材表2-3列出了电容式传感器的三种基本结构形式。位移：线位移和角位移两种。极板形状：平板或圆板形和圆柱(圆筒)形，另外还有球面形和锯齿形等其他的形状，但一般少用。其中差动式一般优于单组（单边）式。差动式灵敏度高、线性范围宽、稳定性高。

4补充：求长度为l的柱形电容器的电容解：设带电量为高斯定理：柱形56变极距型变介电常数型变面积型781、变极距型电容传感器

图中极板1固定不动，极板2为可动电极(动片)，当动片随被测量变化而移动时，使两极板间距变化，从而使电容量产生变化，其电容变化量ΔC为δ2变极距型电容传感器1C-δ特性曲线C0—极距为时的初始电容量。ΔδC0δδCΔC特点：原理上有非线性，常用差动式结构改善非线性、提高灵敏度和减小外界因素(电源电压、环境温度)影响，或用适当测量电路改善非线性。92、变面积型电容传感器

变面积型电容传感器中，平板形结构对极距变化特别敏感，测量精度受到影响。而圆柱形结构受极板径向变化的影响很小，成为实际中最常采用的结构，其中线位移单组式的电容量C在忽略边缘效应时为l—外圆筒与内圆柱覆盖部分的长度；r2、r1—圆筒内半径和内圆柱外半径。

当两圆筒相对移动Δl时，电容变化量ΔC为这类传感器具有良好的线性,大多用来检测位移等参数。

103、变介电常数型电容传感器

变介电常数型电容式传感器大多用来测量电介质的厚度、液位，还可根据极间介质的介电常数随温度、湿度改变而改变来测量介质材料的温度、湿度等。若忽略边缘效应，单组式平板形厚度传感器如下图，传感器的电容量与被厚度的关系为

C1C2C3Cεδxδ动片厚度测量11若忽略边缘效应，单组式平板形线位移传感器如下图，传感器的电容量与被位移的关系为

l平板形C1C2C3CC4a、b、lx:固定极板长度和宽度及被测物进入两极板间的长度；δ:两固定极板间的距离；δx、ε、ε0:被测物的厚度和它的介电常数、空气的介电常数。

lx12若忽略边缘效应，圆筒式液位传感器如下图，传感器的电容量与被液位的关系为

液位传感器hC1CC2可见，传感器电容量C与被测液位高度hx成线性关系。

2r12r2hx

电容式接近开关在物位测量控制中的使用演示1314例：某电容式液位传感器由直径为40mm和8mm的两个同心圆柱体组成。储存灌也是圆柱形，直径为50cm，高为1.2m。被储存液体的εr＝2.1。计算传感器的最小电容和最大电容以及当用在储存灌内传感器的灵敏度(pF/L)解：pF例2

变极距型电容传感器的初始极距为d0=1mm，若要求非线性误差为0.1%，求允许的最大测量距离。解：非线性误差：故：因此，允许的最大测量距离为：215L包括作引线呜电缆市电感纽奉和电塔容式羡传感旺器本完身的创电感兆；R由引保线电碍阻、助极板据电阻辽和金据属支圾架电团阻组院成；C为传鸣感器吸本身低的电远容；Cp为引框线电蒙缆、允所接僵测量打电路梦及极钳板与侨外界路所形着成的磁总寄造生电烫容;Rg是极恐间等希效漏毛电阻伤、极芬板间归的漏咳电损醒耗和崖介质奸损耗委、极板擦与外返界间喂的漏御电损秋耗和说介质湖损耗牢。二、转换肺电路（一膨）电容歇式传梳感器年等效远电路16低频皮等效萌电路传感挠器电沙容的陶阻抗芳非常梨大，L和R可忽失略；等效稳电容C=C0+Cp，等效照电阻Re≈RgCRg高频惕等效针电路电容亭的阻简抗变驴小，L和R不可佳忽略兽，漏模电的臭影响峰可忽机略添，其寨中C=C0+Cp，而Re≈RReCL17由于陵电容做传感宅器电挤容量独一般铜都很截小，街电源掉频率预即使盖采用视几兆诱赫，容抗班仍很营大，江而R很小伞可以吃忽略判，因幅此此时升电容宪传感常器的查等效卸灵敏粱度为当电打容式励传感缓器的明供电热电源更频率俩较高缘瑞时，各传感绩器的芽灵敏梯度由kg变为ke，ke与传个感器乱的固燥有电堤感（都包括哄电缆俗电感丽）有奖关，膨且随ω变化则而变继化。1819将电公容式川传感杨器接工入交浩流电切桥的平一个装臂(另一析个臂乌为固绵定电网容)或两姿个相章邻臂衫，另泄两个性臂可销以是电阻或电容或电感，也秩可是变压蠢器的她两个央二次闯线圈。其萌中另判两个烧臂是紧耦必合电择感臂的电战桥具勿有较森高的连灵敏词度和跳稳定冠性，满且寄氧生电狗容影塞响极嚼小、身大大妖简化驳了电苹桥的匹屏蔽芽和接愤地，呆适合状于高头频电糕源下贯工作副。而变压贩器式甘电桥使用煌元件多最少宜，桥亭路内慰阻最祥小，羡因此倘目前卵较多鸦采用担。（二隙）测运量电趁路1、电筛桥电责路特点：①筹高频丧交流溜正弦背波供脖电；②电鞋桥输惩出调厦幅波顶，要鼠求其文电源赛电压娃波动显极小推，需绒采用历稳幅努、稳仓频等丘措施遥；③通妥常处董于不田平衡脖工作坚状态股，所晌以传插感器咬必须淡工作烦在平暖衡位趣置附换近，念否则捧电桥冰非线熔性增师大，袭且在晚要求困精度帜高的蜂场合些应采斥用自唱动平衔衡电闷桥；④输团出阻歉抗很桌高(几MΩ至几瓣十MΩ忽)，输瓜出电搭压低渣，必桌须后衬接高思输入鸣阻抗从、高蹈放大印倍数若的处傲理电帅路。20交流案电桥隶的多绸种形幼式212、二薯极管句双T形电从路电路舅原理鸦如图(a枪)。供弹电电亦压是恢幅值吊为±UE、周李期为T、占锤空比债为50％的摊高频寻方波糠。若同将二舱极管伟理想馋化，戒则当颤电源圈为正荷半周战时，妨电路周等效挠成典窄型的漆一阶壮电路圈，如条图(b)。其乞中二馆极管VD1导通蝴、VD2截止庸，电诉容C1被以基极其炭短的幼时间忘充电娃、其全影响敢可不减予考总虑，内电容C2的电桨压初倾始值之为UE。根容据一流阶电付路时搞域分理析的匪三要爹素法国，可马直接狭得到恩电容C2的电质流iC2如下逢：C2UE(b)ＵｏRRRLC2C1VD1VD2iC1iC2++－＋±UE(a)C1C1C2UERLRLRRRR++++iC1iC2i’C1i’C2正半里周负半便周22同理炮，负慰半周驻时电梨容C1的平呜均电反流:在［R＋（RRL）/（R＋RL）］C2<<T/2时,电流iC2的平黑均值IC2可以喘写成均下式肯：故在今负载RL上产陪生的悔电压迫为23电路脂特点途：①线盘路简厌单，补可全伞部放险在探第头内用，大掘大缩逼短了柱电容是引线嗽、减扶小了远分布受电容歇的影奸响；②电兆源周种期、河幅值掘直接械影响底灵敏新度，任要求粥它们绸高度胜稳定当；③输淘出阻存抗为R，而茂与电础容无唇关，速克服贸了电奔容式轮传感少器高浴内阻星的缺旦点；④适步用于母具有两线性腿特性晴的单晓组式悼和差企动式落电容矮式传铲感器蚁。243、差此动脉邪冲调馋宽电得路又称差动骂脉宽(脉冲安宽度)调制秧电路利用耀对传比感器驶电容已的充缘瑞放电隙使电会路输物出脉歉冲的烧宽度齿随传购感器骑电容痛量变幕化而扩变化抬。通具过低冬通滤烤波器讽得到贯对应鼓被测看量变班化的顷直流驼信号情。右图渔为差肉动脉蚀冲调怪宽电点路原吹理图蔑，图峰中C1、C2为差脉动式犁传感覆器的炎两个而电容仪，若趟用单肥组式绘，则且其中返一个猫为固络定电针容，拣其电暴容值岩与传爷感器物电容命初始还值相泊等；A1、A2是两封个比催较器跃，Ur为其占参考范电压屠。R2双稳态触发器VD1VD2A1A2ABR1C1C2uABFQQUr差动牌脉冲痛调宽宽电路G25tuAuAuBuBuABuABUFUFUGUGUrUrUrUr-U1U1T1U1-U10000000000T2U1U1U1U1T1T2ttttttttt(a)(b)差动坚脉冲千调宽五电路骄各点德电压副波形邮图U026UAB经低垮通滤烈波后叫，得残到直另流电挎压U0为UA、UB—A点和B点的营矩形贼脉冲系的直身流分授量；T1、T2—分别如为C1和C2的充路电时换间；U1—触发艇器输找出的狭高电扔位。C1、C2的充撤电时糊间T1、T2为设R1＝R2＝R，则因此扭，输抚出的裁直流涨电压款与传板感器咳两电项容差截值成锅正比质。Ur—比较迫器的盏参考帆电压弯。27设电狗容C1和C2的极塌间距格离和炉面积鱼分别掩为、和S1、S2，将永平行跪板电裁容公寨式代腾入上庙式，绞对差动狠式变轿极距己型和变面拐积型电容丈式传膏感器匪可得可见淋差动称脉冲状调宽吸电路且能适晶用于任何荷差动赞式电及容式晕传感厘器，并颈具有衡理论煮上的线性组特性。这烘是十钩分可责贵的只性质盖。在忘此指碗出：备具有急这个幸特性谁的电昨容测涌量电下路还采有差动弃变压锹器式桑电容否电桥和由二极伸管T形电推路经只改进休得到季的二闪极管贩环形共检波席电路等。另外临，差纪动脉啦冲调缝宽电趣路采诱用直执流电侍源，晚其电冈压稳容定度息高，骆不存休在稳盟频、拴波形妇纯度汪的要辣求，破也不速需要径相敏蕉检波督与解护调等恶；对紧元件闷无线队性要桐求；辞经低握通滤牲波器耳可输活出较谎大的独直流镰电压拍，对芽输出贡矩形重波的虑纯度冬要求射也不姜高。284、运算绍放大干器式撇电路其最男大特成点是鸟能够付克服青变极找距型拔电容摸式传晴感器添的非脆线性董。其额原理船如图将Cx=代入晃上式子得-A～uoCCxu∑运算跟放大乓器式电路族原理略图负号云表明波输出径与电药源电沫压反员相。条显然睁，输和出电言压与监电容历极板他间距大成线害性关邮系，同这就编从原页理上陵保证扁了变离极距桥型电辟容式绣传感化器的盯线性敢。这津里是香假设搬放大抚器开絮环放程大倍鸣数A=简∞，输谦入阻仁抗Zi=∞，因路此仍馅然存劫在一环定的奶非线陪性误队差，笋但一双般A和Zi足够兄大，梢所以罗这种碗误差露很小麻。29三、主要哲性能善、特风点和寇设计谈要点（一念）主要冲性能1、霉静滔态灵冲敏度是被俘测量加缓慢明变化睁时传碰感器耐电容池变化饿量与镇引起锁其变述化的墙被测押量变珍化之驼比。涉对于迫变极怒距型告其静妥态灵杀敏度kg为可见歉其灵蝇敏度您是初石始极葵板间半距的难函数锐，同绒时还连随被铜测量夺而变助化。卖减小δ可以堤提高废灵敏扭度。描但δ过小装易导顺致电第容器坝击穿或（空爱气的霜击穿调电压絮为3k凯V／mm）。梦可在缩慧极间刻加一凯层云呼母片地（其垒击穿欠电压帝大于103kV刺/m丈m）或为塑料处膜来繁改善学电容字器耐蒜压性喷能。30灵敏蚕度取若决于r2/r1，r2与r1越接约近，循灵敏点度越贤高。纤虽然洗内外忙极筒响原始俘覆盖救长度惠与灵翁敏度私无关挤，但串不可锦太小卵，否荷则边政缘效专应将范影响指到传夺感器疼的线拒性。另外担，变露极距品型和逃变面扁积型笛电容驱式传蹄感器捐可采运用差荷动结欲构形炮式来豪提高洗静态亏灵敏小度，食一般提高伪一倍。例企如，橡对变族面积告型差墓动式王线位扒移电脖容式砌传感叠器，蚀其静殿态灵距敏度烂为对于晕圆柱垫形变饿面积努型电钞容式键传感镰器，傻其静失态灵认敏度瞎为可见思，与仪单组服式相才比灵妄敏度腔提高置了一拿倍。变面猪积型盖和变前介电艰常数吓型电布容式帖传感涝器在诱忽略边缘誉效应时，澡其输亭入被上测量伶与输茶出电叫容量旺呈线阶性关戒系，抖因而家其静再态灵曲敏度真为常它数31显然采，输祸出电致容∆C与被掌测量露之间悄是非吼线性件关系。只有挽当(∆δ/δ<<燃1时，败略去戚各非遣线性切项后磨才能矩得到照近似弟线性悔关系符为C＝C0(∆δ/δ)。由掘于δ取值掘不能叙大，村否则昆将降撑低灵忧敏度斤，因呼此变执极距浮型电漂容式把传感强器常钩工作快在一陈个较寨小的影范围短内（1c日m至零挥点几mm），证而且晓∆δ最大投应小铃于极提板间复距δ的1/5～1/10。2、非日线性对变溜极距夜型电猪容式迹传感裳器，燥当极驶板间剃距变浪化时弃，其管电容搁量的话变化指：32可见锈，差志动式向的非筒线性捧得到狭很大哀改善茶，灵摊敏度蜜也提寄高了地一倍届。如果辛电容脱式传纳感器沙输出廊量采身用容抗XC=1反/(谱ωC)，那盖么被冠测量∆δ就与∆XC成线滚性关校系，淡不需胡要满拍足∆δ<<δ这一挽要求纽奉了。在忽举略边疤缘效材应时钳，变耳面积芽型和疫变介造电常贷数型裹（测欢厚除爽外）纺电容誓式传钱感器稳具有学很好守的线捐性，管但实铜际上调由于摩边缘鲜效应偏引起镰极板壮或极松筒间电场关分布不均镜匀，惩导致挎非线号性问翠题仍省然存虽在，冠且灵配敏度根下降栋，但谊比变蚕极距练型好嫌得多状。采用坝差动蚕形式俯，并系取两义电容写之差慰为输坛出量∆C33（二墓）特点1．受贴温度哨影响山极小电容亚式传替感器灰的电哄容值子仅取阁决于讲电极抹的几那何尺肤寸，技一般廊与电梯极材挑料无恨关，贝有利听于选纤择温忽度系程数低谋的材抚料，颠又因语本身延发热萝极小云，影带响稳减定性歇甚微哈。2．结底构简蓬单，傻适应丛多种讨场合帆，具压有平锐均效损应这种怕传感仁器结珠构简米单，态易于延制造掠，易姿于保证巧高的拉精度；可抄做得场体积黑很小端，易第于实博现某川些特殊惭要求特的测面量；电防容式酿传感倘器一辛般用钩金属乐作电怪极、学以无腥机材大料作章绝缘骂支承棍，因茄此能栋工作草在高乒温、鸦低温柔、强甚辐射撇及强弓磁场滋等恶劣员的环尝境中，帽可承错受很新大的阀温度撤变化敢，承绍受高知压力脸、高赌冲击斜、过炼载等犯；能陶测超如高压源和低靠压差嘉，也邪能对嘉带磁左工件雄进行笼测量院。当庆被测锁试件勉不允承许采垃用接隶触测载量时但，电周容传狼感器甲可完乖成测矛量任浊务。赞电容每式传检感器玩在采援用非广接触助测量请时，肉具有晶平均孟效应导，可块减小肌工件茂表面择粗糙袖度等门对测行量的码影响垄。343．动咽态响聪应好电容步式传拼感器宇由于娘极板艘间的闸静电娃引力页很小换，（桂约几详个10-5N），誉需要垂的作病用能翁量极驰小，县又由独于它道的可荐动部平分可华做得涉很小免很薄闯，即拣质量液很轻投，因帅此其协固有扇频率爸很高亦，动态中响应笑时间败短，能长在几MH胶z的频沉率下厘工作芦，特飘别适押合动晚态测溉量。仔又由轧于其介质勒损耗碍小可以潜用较叹高频韵率供池电，侮因此掉系统比工作弱频率筋高。播它可列用于店测量授高速召变化桌的参芒数，疼如测罢量振艰动、怎瞬时翠压力知等。电容晓式传序感器哨还因薯带电搂极板诵间的镇静电虑引力废极小患，因双此所漆需输凑入能植量极枝小，闷所以瓣特别齿适宜渣用来绢测量霞极低世的压众力、迁力和轧很小白的加扶速度洗、位范移等神，可奇以做纹得很洒灵敏仿，分夕辨力术非常芳高，脏能感士受0.幕00胡1m甚至毫更小押的位榨移；觉由于莫其空各气等副介质郑损耗营小，脱采用愚差动泪形式定并接脖入电酿桥时瓦产生代的漂发移极卸小，千因此指允许蝇电路愈进行揉高增泰益放泄大，盲使仪牢器具氏有很通高的宰灵敏穷度。35不足达：1．负蠢载能礼力差电容蚊式传认感器感的容走量受汇其电狂极几融何尺鞠寸等孙限制冶，一淘般为好几十迎到几沟百pF，使鞭传感脖器的库输出饮阻抗幅很高鲁，尤铁其当穴采用畅音频雕范围持内的干交流平电源缎时，淡输出慎阻抗葛高达106～108Ω。因鉴此传原感器调负载惧能力弊差，躺易受上外界佩干扰狮影响围而产牧生不勺稳定冻现象咳，严批重时盗甚至劝无法之工作刘，必征须采晌取屏垦蔽措蜡施，狱从而棕给设掉计和辛使用戏带来撕不便好。容唉抗大常还要胃求传隐感器肿绝缘聪部分坏的电昨阻值研极高钉（几牺十MΩ以上狮），志否则赶绝缘铺部分朽将作食为旁盾路电匪阻而营影响验传感泛器的歇性能蚁（如反灵敏冒度降待低）辣，为展此还破要特鼠别注跟意周泪围环惕境如棕温湿粒度、钟清洁粗度等刊对绝胁缘性婶能的星影响贝。高燃频供眨电虽业然可苗降低味传感稿器输歌出阻花抗，况但放崇大、榆传输短远比牺低频兴时复面杂，叛且寄宁生电搜容影愤响加侍大，削难以变保证壮工作头稳定尝。362．寄要生电黑容影没响大传感梁器的耗初始绣电容从量很逼小，光而其妇引线电缆严电容(l～2m导线量可达80王0p雾F)、测悉量电线路的杂散旁电容以及传感策器极括板与娇其周远围导醒体构垦成的皂电容等“寄佳生电块容”却较想大，璃①降瞧低了突传感寺器的极灵敏仍度；甚②这炮些电话容(如电拉缆电克容)常常辱是随篇机变躬化的津，将有使传娱感器堤工作帖不稳骆定，灿影响盆测量横精度鄙，其龙变化吓量甚忘至超响过被防测量篇引起史的电令容变患化量访，致灭使传封感器躲无法捎工作罩。因咏此对仪电缆析选择绒、安两装、绢接法垃有要春求3、输喜出特唐性非怖线性变极积距型蛇电容散传感误器的右输出虽特性高是非字线性匠的，湾虽可评采用资差动嘱结构仰来改臂善，重但不秀可能停完全恭消除庆。其卡他类森型的妖电容介传感炒器只伟有忽卫略了拼电场债的边创缘效疏应时距，输基出特骄性才战呈线炎性。借否则妇边缘绣效应遥所产夺生的茶附加库电容铁量将佳与传艺感器迁电容驱量直笨接叠补加，眼使输映出特字性非仇线性剑。随着秘材料扔、工阻艺、奋电子户技术速，特翻别是士集成忘电路伶的高犯速发混展，论使电帅容式躲传感妨器的呀优点句得到晕发扬塞而缺答点不谱断得飞到克烘服。电容垄传感掀器正展逐渐成为样一种秤高灵母敏度欣、高石精度旬，在浓动态湖、低恢压及劝一些哗特殊企测量掌方面散大有渔发展牛前途闭的传宰感器流。37（三很）设计述时应意考虑痛的因诞素电容胞式传牌感器秋所具信有的园高灵盲敏度燃、高疼精度闲等独晴特的岁优点药是与纠其正匠确设类计、塌选材激以及蜻精细陷的加休工工定艺分恋不开间的。讯在设坊计传钢感器残的过纤程中响，在汗所要胶求的升量程则、温焰度和榜压力沉等范似围内炕，应令尽量促使它粥具有葡低成英本、宾高精男度、渗高分赢辨力巩、稳生定可傻靠和功高的总频率沸响应吸等。1．减坑小环旨境温峡度、碧湿度栋的影种响，造保证盯绝缘之材料世的性圾能温度型变化消使传虫感器贱内各毫零件购的几怀何尺比寸和驰相互息位置虑及某寺些介盾质的辈介电喇常数葵发生殃改变,从而捞改变鹅传感懂器的分电容柿量,产生辫温度琴误差伪。湿萌度也让影响盒某些漠介质优的介挪电常矩数和巧绝缘深电阻柄值。押因此盏必须蚂从选猎材、晒结构孙、加钻工工喘艺等毯方面牌来减节小温滩度等誉误差脉和保睛证绝召缘材恳料具米有高尝的绝累缘性泥能。38电容疮式传贼感器注的金属编电极歪的材邀料以选虑用温烘度系沿数低助的铁绝镍合乘金为徒好，膏但较辟难加状工。靠也可愿采用谱在陶刮瓷或漫石英焰上喷轧镀金马或银倘的工迟艺，姻这样惨电极贸可以迹做得恩极薄忆，对刑减小植边缘蒜效应欢极为距有利挥。传感让器内电极王表面不便辉经常企清洗伪，应徒加以陆密封枪；用优以防马尘、筛防潮爽。若扑在电仁极表征面镀痕以极烫薄的荷惰性音金属角（如咱铑等显）层拐，则桑可代倾替密楼封件极起保身护作挽用，钥可防现尘、弹防湿协、防由腐蚀探，并选在高广温下运可减收少表娇面损杰耗、绪降低阵温度生系数善，但申成本聚较高榆。传感罗器内钱，电极邻的支么架除要召有一仍定的石机械处强度鲁外还殖要有罚稳定喂的性脊能。袋因此惊选用缎温度轧系数犬小和习几何携尺寸涝长期唐稳定坏性好待，并晒具有敏高绝姿缘电屿阻、抽低吸翁潮性料和高昼表面贞电阻删的材卸料。凝例如庙石英墙、云净母、傻人造挠宝石近及各辜种陶地瓷等猜做支掌架。闪虽然雀这些径材料候较难那加工擦，但茂性能合远高侧于塑鉴料、柜有机哪玻璃伴等。庙在温闻度不蜡太高董的环阶境下早，聚腐四氟宴乙烯购具有杆良好搜的绝药缘性自能，脂可以协考虑定选用肥。39尽量壮采用械空气背或云姥母等久介电猛常数刺的温拦度系炕数近立似为恢零的电介盼质（也势不受肢湿度篮变化符的影隙响）渗作为间电容军式传招感器板的电责介质索。若灶用某测些液尊体如结硅油完、煤鉴油等驴作为脊电介临质，紧当环辽境温务度、悉湿度吐变化胃时，碌它们需的介旦电常遇数随朵之改疲变，糟产生汪误差饶。这吧种误腾差虽疾可用敲后接爱的电票子电别路加串以补斗偿，呈但无框法完假全消离除。在可能能的技情况芽下,传感控器内叶尽量旗采用差动许对称结构,这样否可以遗通过恨某些锤类型琴的测繁量电惑路(如电栗桥)来减称小温岗度等限误差汪。选用50启kH挣z至几MH愈z作为训电容叛传感料器的电源恰频率，以粗降低芦对传置感器主绝缘吸部分兰的绝涨缘要锻求。传感脆器内余所有橡的零件应先逮进行舟清洗溉、烘吼干后饼再装键配。症传感末器要角密封插以防予止水也分侵判入内购部而处引起攻电容帅值变备化和疯绝缘湾性能晨下降咐。传溜感器况的壳莲体刚臭性要设好，撇以免多安装飘时变衣形。402．消迁除和抄减小透电容置电场际的边为缘效滚应适当减小蛙极间尘距，使羞电极新直径偷或边妖长与答间距代比增引大，处可减登小边争缘效缓应的敞影响斤，但鼻易产同生击眠穿并户有可斗能限御制测夸量范咳围。仓电极落应做衡得极坟薄使如之与渣极间务距相贷比很最小，侄这样礼也可窗减小倍边缘唉电场阁的影贩响。阵此外岭，可旷在结天构上中增设等位巾环来消驼除边貌缘效袄应。带有等位环的平板电容传感器结构原理图均匀电场1233边缘电场边缘域效应臂引起谜的非冲线性饿与变粒极距卧型电底容式阴传感显器原径理上清的非担线性贡恰好秧相反惜，在凳一定逗程度欠上起子了补夺偿作催用。41（1）适宣当增伯大传曾感器蚀原始自电容摔值采用减小财极片砖或极洞筒间贺的间盗距(平板叨式间楼距为0.皱2—溜0.需5m乔m，圆郊筒式妹间距管为0.羞15患mm)，增加引工作疮面积或工作脸长度来增详加原价始电归容值满，但惕受加进工及污装配种工艺尝、精过度、眯示值葛范围踏、击啊穿电娱压、诱结构嘴等限酿制。耐一般辨电容棍值变惩化在10-3—1熟03pF范围驰内，检相对眠值变凝化在10-6—1范围蔑内。寄生登电容邻与传键感器针电容返相并找联，扯影响扣传感箱器灵渔敏度炉，必块须消柜除和壶减小惩它。衡可采兽用方提法：3．减戏小寄觉生电温容的闲影响（1）适粮当增旗大传证感器沟原始烂电容蝴值（2）采搜用适洽当接贷地方重法和耳屏蔽词措施（3）将阁传感辞器与旋测量雕电路表本身董或其解前置枕级装英在一委个壳伤体内（4）采夜用“驱动愁电缆”(双层故屏蔽锦等位粗传输)技术（5）采王用运币算放躺大器睛法42（2）采会用适某当接拌地方怎法和族屏蔽猜措施图为击采用单接地流屏蔽龟的圆蛾筒形趟电容滥式传刃感器俱。图阳中可房诚动极右筒与划连杆伍固定借在一盆起随肯被测户量移尖动。色可动纠极筒信与传浩感器桐的屏惜蔽壳最（良狠导体挨）同筝为地愉，因圈此当晋可动冈极筒镰移动陷时，抬固定躲极筒悬与屏村蔽壳污之间敞的电糟容值绿将保掏持不泰变，从而够消除蚀了由权此产始生的候虚假目信号烫。引线派电缆侄也必唱须屏跌蔽在栏传感娘器屏麦蔽壳璃内。画为减惕小电堪缆电完容的授影响变，应负尽可氏能使币用短罩而粗望的电四缆线汗，缩典短传闲感器喊至电绿路前禁置级索的距聚离。绝缘庸体屏蔽拴壳固定携极筒可动古极筒连杆导杆接地号屏蔽匹圆筒帐形电饿容式价传感成器示很意图43整体取屏蔽隆法将电好容式旗传感救器和东所采肚用的鸡转换魂电路舅、传叉输电暂缆等窗用同萍一个岩屏蔽盯壳屏国蔽起末来，拣正确性选取狼接地尼点可拼减小乖寄生橡电容出的影苹响和足防止霉外界痒的干闻扰。溜下图副是差淹动电美容式己传感述器交桥流电忧桥所抹采用队的整茫体屏添蔽系陪统，务屏蔽吃层接猎地点计选择伴在两己固定至辅助架阻抗门臂Z3和Z4中间惯，使梁电缆周芯线扔与其馋屏蔽层之墙间的谋寄生舞电容CP1和CP2分别猾与Z3和Z4相并塑联。淹如果Z3和Z4比CP1和CP2的容飞抗小志得多堡，则穴寄生恰电容CP1和CP2对电或桥平方衡状宫态的旺影响招就很赚小。～交流绵电容测电桥燥的屏提蔽系宪统C1C2CP1CP2Z3Z4-A44最易巾满足斑上述浴要求按的是踪蝶变压各器电罚桥，拖这时Z3和Z4是具垮有中支心抽踢头并誓相互嘴紧密洪耦合颜的两既个电我感线瞒圈，戏流过Z3和Z4的电头流大鸟小基齿本相桥等但微方向拴相反挖。因Z3和Z4在结桌构上厚完全佳对称梢，所尽以线示圈中拒的合栗成磁谨通近期于零价，Z3和Z4仅为帐其绕士组的亩铜电亏阻及株漏感阻抗，旬它们厚都很烘小。绘结果剑寄生谁电容Cpl和Cp2对Z3和Z4的分勺路作联用即仙可被踢削弱仓到很挣低的候程度筛而不狗致影舒响交劲流电裂桥的监平衡丢。还可壮以再拴加一情层屏侨蔽，陶所加壮外屏陈蔽层攀接地安点则何选在草差动睬式电冬容传岔感器宣两电贫容C1和C2之间棉。这卖样进私一步供降低许了外遵界电驴磁场主的干偿扰，撒而内甘外屏戒蔽层导之间阳的寄趣生电预容等疗效作在用在帜测量棕电路座前置竿级，廉不影酷响电厅桥的莲平衡迅，因划此在猎电缆院线长铃达10满m以上练时仍聚能测信出1p附F的电资容。电容翻式传乓感器宫的原确始电借容值须较大穷（几裂百pF）时串，只绞要选剧择适坊当的烤接地草点仍窄可采婆用一岛般的宣同轴刘屏蔽将电缆裳。电涉缆长晶达10够m时，皱传感有器也肚能正疮常工诊作。45（3）将牢传感灿器与屡测量猴电路惕本身争或其见前置筛级装例在一乐个壳柜体内将传辽感器护与测迈量电餐路本平身或盒其前薄置级朵装在误一个批壳体机内，焰省去削传感架器的步电缆凯引线龙。这杠样，张寄生刘电容克大为霉减小独而且拳易固定扭不变，使溪仪器帮工作姜稳定按。但纹这种笛传感蕉器因豪电子敢元件将的特饲点而耻不能危在高敌、低适温或枕环境杂差的肥场合烈使用旁。（4）采置用“驱动渣电缆”(双层绞屏蔽棉等位夫传输)技术当电强容式越传感欣器的贷电容绕值很锣小，思而因醋某些伯原因(如环扶境温符度较扁高)，测经量电括路只裳能与图传感霉器分雹开时卷，可岭采用“驱动捎电缆”技术供。传丧感器规与测闭量电应路前感置级擦间的聋引线吵为双屏乘蔽层医电缆，其治内屏访蔽层辜与信泄号传苍输线(即电例缆芯甘线)通过1:嫌1放大毕器成母为等臭电位碰，从价而消患除了涨芯线寺与内芳屏蔽奋层之龙间的县电容知。由阀于屏轿蔽线忙上有殃随传虫感器片输出尿信号府变化寇而变阁化的范电压堆，因折此称狮为“驱动驾电缆”。采住用这免种技刷术可感使电衔缆线达长达10旁m之远传也不导影响宜仪器说的性挡能，栗如图茧。46外屏偿蔽层足接大渔地或懒接仪柏器地尼，用羞来防皇止外为界电璃场的绝干扰辞。内届外屏钱蔽层积之间醋的电叫容是1:察1放大选器的愈负载刻。1:事1放大贝器是获一个状输入象阻抗你要求汇很高楚、具递有容旱性负宪载、势放大另倍数墙为1(准确艺度要滩求达1/10释00皮0)的同所相(要求戏相移尺为零)放大慰器。君因此“驱动嫌电缆”技术梦对1:懒1放大轿器要但求很适高，晚电路锄复杂缺，但匠能保蔑证电假容式丛传感瓜器的祥电容雕值小富于1p屿F时，扣也能葛正常窜工作与。1：1＋－测量电路前置腰级外屏宜蔽层内屏征蔽层芯线传感伟器“驱动污电缆壳”技树术原揭理图当电关容式完传感拨器的师初始揭电容怒值很踪蝶大(几百µF)时，逐只要周选择撤适当栗的接缝地点同仍可映采用扔一般凝的同械轴屏石蔽电相缆，驴电缆石可以慕长达10渡m，仪张器仍脑能正茶常工袄作。47（5）采饿用运高算放继大器腥法下图恋是利遥用运聚算放拾大器眨的虚欣地来倍减小丸引线硬电缆萌寄生熊电容CP的原甚理图雷。图用中电摊容传籍感器迎的一亿个电解极经脏电缆对芯线戏接运酸算放策大器候的虚软地Σ点,电缆掘的屏忙蔽层斧接仪服器地,这时亿与传枪感器挂电容优相并谢联的照为等尊效电嗓缆电莲容Cp/(1＋A)，因鬼而大缓大地蜡减小遇了电程缆电魔容的拨影响鼠。外雷界干昼扰因地屏蔽纤层接耕仪器跨地，题对芯钱线不澡起作腹用。传感柴器的决另一钉电极迫接大辫地，星用来踢防止厚外电舞场的佩干扰亚。若忘采用箱双屏耗蔽层钥电缆说，其炊外屏类蔽层反接大膛地，虑干扰项影响谨就更疏小。砌实际五上，块这是肠一种急不完驳全的武电缆“驱动年技术”，结报构较糠简单殊。开植环放鲁大倍品数A越大杂，精能度越盐高。庸选择怠足够酒大的A值可逐保证刻所需详的测彼量精郑度。-A～uo