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    電容式感測器是將被測量(如尺寸、壓力等)的變化轉換成電容量變化的一種感測器。

    9.4.1 工作原理及型別

    由物理學可知,在忽略邊緣效應的情況下,平板電容器的電容量為 (F) 式中

    —真空的介電常數, =8.854×10-12F/m;

    ε—極板間介質的相對介電係數,在空氣中,ε=1;

    S—極板的遮蓋面積(m2);

    δ—兩平行極板間的距離(m)。

    上式表明,當被測量δ、S或ε發生變化時,會引起電容的變化。如果保持其中的兩個引數不變,而僅改變另一個引數,就可把該引數的變化變換為單一電容量的變化,再透過配套的測量電路,將電容的變化轉換為電訊號輸出。根據電容器引數變化的特性,電容式感測器可分為極距變化型、面積變化型和介質變化型三種,其中極距變化型和麵積變化型應用較廣。

    1. 極距變化型電容式感測器

    極距變化型電容式感測器

    靈敏度K與極距平方成反比,極距愈小,靈敏度愈高。一般透過減小初始極距來提高靈敏度。由於電容量C與極距δ呈非線性關係,故這將引起非線性誤差。為了減小這一誤差,通常規定測量範圍 。一般取極距變化範圍為。此時,感測器的靈敏度近似為常數。實際應用中,為了提高感測器的靈敏度、增大線性工作範圍和克服外界條件(如電源電壓、環境溫度等)的變化對測量精度的影響,常常採用差動型電容式感測器。

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