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电容式传感器电容量测量公式

2020年09月17日15:45 http://www.zhboyang.com


电容式传感器是将被测量(如尺寸、压力等)的变化转换成电容量变化的一种传感器。电容式传感器工作原理及类型由物理学可知,在忽略边缘效应的情况下,平板电容器的电容量为 (F) 式中 —真空的介电常数, =8.854×10-12F/m; ε—极板间介质的相对介电系数,在空气中,ε=1; S—极板的遮盖面积(m2); δ—两平行极板间的距离(m)。 上式表明,当被测量δ、S或ε发生变化时,会引起电容的变化。


如果保持其中的两个参数不变,而仅改变另一个参数,就可把该参数的变化变换为单一电容量的变化,再通过配套的测量电路,将电容的变化转换为电信号输出。根据电容器参数变化的特性,电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三种,其中极距变化型和面积变化型应用较广。

电容式传感器公式

极距变化型电容式传感器极距变化型电容式传感器灵敏度K与极距平方成反比,极距愈小,灵敏度愈高。一般通过减小初始极距来提高灵敏度。由于电容量C与极距δ呈非线性关系,故这将引起非线性误差。为了减小这一误差,通常规定测量范围 。一般取极距变化范围为。此时,传感器的灵敏度近似为常数。


实际应用中,为了提高传感器的灵敏度、增大线性工作范围和克服外界条件(如电源电压、环境温度等)的变化对测量精度的影响,常常采用差动型电容式传感器。


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