第四课（电容式传感器）.ppt

文档介绍：第四章电容式传感器
工作原理
电容式传感器是将被测物理量转换为电容量变化的装置。它实质上是一个具有可变参数的电容器。
从物理学可知,由两个平行极板组成的电容器其电容量为
式中:
——极板间介质的相对介电常数。
——真空中介电常数。
——极板间距离;
——极板面积。
上式表明,当被测量、或数值发生变化时,都会引起电容C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转变成电容量的变化。根据电容器变化的参数,可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。在实际中,极距变化型与面积变化型的应用较为广泛。
(一)极距变化型
如果两极板互相覆盖面积及极板间介质不变,则电容量C与极距呈非线性关系。当极距有一微小变化量时,引起电容的变化量为
:极距为时的初始电容量。
存在着原理非线性,所以实际中常常作成差动式来改善非线性。
考虑到极板的边缘效应,即极板边沿电场的不均匀性。为消除其影响,采用了保护环。保护环与极板具有同一电位。这就把电极板间的边缘效应移到了保护环与极板2的边缘。极板1与极板2之间的场强分布变得均匀了。