第一节 第一节 工作原理与类型 工作原理与类型 z一、工作原理 z二、类型 返回 一、工作原理 一、工作原理 C S S r == ε δ ε ε δ 0 S ——极板相对覆盖面积； δ ——极板间距离； ε r ——相对介电常数； ε 0 ——真空介电常数，； ε ——电容极板间介质的介电常数。 δ S ε 返回上一页下一页 二、类型 二、类型 z变极距（变间隙)(δ）型， z变面积型(S)型 z变介电常数(ε )型。 返回上一页下一页 (一 一 )变极距型电容传感器 变极距型电容传感器 被测物 返回上一页下一页 δδ δ δδ δ δ ε δ ε δδ ε ?? ? ?? ? ? ?? ? =C S = S S C= 0 C 0 ——极距为δ时的初始电容量。 存在着原理非线性， 差动式 差动式改善其非线性 返回上一页下一页 (二 二 )变面积型电容传感器 变面积型电容传感器 z平板形结构对极距变化特别敏感, 影响精度。 线位移 角位移 返回上一页下一页 圆柱形结构 圆柱形结构 受极板径向变化的影响很小 受极板径向变化的影响很小 线位移单组式的电容量在忽略边缘效应时为： C l rr = 2 21 πε ln( / ) l ——外圆筒与内圆柱覆盖部分的长度 r 2 , r 1 ——外圆筒内半径和内圆柱外半径 返回上一页下一页 当两圆筒相对移动时，电容变化量为： ? ? ? ? C l rr ll rr l rr C l l =? ? == 22 2 21 21 21 0 πε πε πε ( ln( / ) ) ln( / ) ln( / ) 这类传感器具有良好的线性 返回上一页下一页 (三 三 )变介电常数型 变介电常数型 z测量电介质的厚度、位移 z液位、液量 z根据极间介质的介电常数随环境改变来 测量介质材料的温度、湿度 返回上一页下一页 测量电介质的厚度 测量电介质的厚度 εδεδδ //)( 0 xx ab C +? = δx δ ——两固定极板间的距离 δx、ε——被测物的厚度和它的介电常数 a、b ——固定极板长度和宽度 ε 0 ——空气的介电常数 返回上一页下一页 测量电介质的位移 测量电介质的位移 00 / )( //)( εδεδεδδ x xx x labbl C ? + +? = l x ——被测物进入两极板间的长度 l x 返回上一页下一页 测量电介质的液位 测量电介质的液位 )/ln( )(2 )/ln( 2 12 0 12 0 rr h rr h C x εεππε ? += h ——极筒重合部分的高度 hx ——被测液面高度 r 1 、r 2 ——内极筒外半径和外极筒内半径 h 图4-3 液位传感器 返回上一页下一页