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电容传感器
电容式传感器是把被测非电量的变化转换成电容量变化的一种传感器。
电容式传感器结构简单、体积小、分辨率高、测量精度高、具有平均效应、可非接触测量、能在高温、辐射、强烈振动移动量L呈线性关系
电容式传感器
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电容传感器的工作原理
4. 变介电常数型电容传感器
初始电容
电容式液位传感器
电容与液位的关系为：
电容式传感器
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电容传感器的工作原理
电容传感器的主要性能
电容传感器的特点和设计要点
电容传感器等效电路
电容传感器测量电路
电容传感器的应用
电容式传感器
电容式传感器
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电容传感器的主要性能
1. 静态灵敏度
被测量缓慢变化时，传感器电容变化量与引起其变化的被测量变化之比。
2. 非线性
电容式传感器
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电容传感器的主要性能
1. 静态灵敏度
变极距型，其静态灵敏度为
将上式展开成泰勒级数得
d过小易导致电容器击穿，在极间加一层云母片或塑料膜来改善电容器耐压性能
电容式传感器
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电容传感器的主要性能
平板式变面积型
增加极板宽度、减小极板间距可提高静态灵敏度；
极板起始遮盖长度a的大小与灵敏度无关！
其静态灵敏度为
电容式传感器
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电容传感器的主要性能
2. 非线性
变极距型
将上式展开成泰勒级数得
非线性
电容式传感器
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电容传感器的主要性能
2. 非线性
非线性得到了改善
灵敏度：
电容式传感器
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电容传感器的工作原理
电容传感器的主要性能
电容传感器的特点和设计要点
电容传感器等效电路
电容传感器测量电路
电容传感器的应用
电容传感器
电容式传感器
电容式传感器
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电容传感器的特点和设计要点
1、特点
优点:
（1）温度稳定性好
传感器的电容值一般与电极材料无关，仅取决于电极的几何尺寸，且空气等介质损耗很小，因此只要从强度、温度系数等机械特性考虑，合理选择材料和几何尺寸即可，其他因素(因本身发热极小) 影响甚微。而电阻式传感器有电阻，供电后产生热量；电感式传感器存在铜损、涡流损耗等，引起本身发热产生零漂。
1. 电容传感器的特点
电容式传感器
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电容传感器的特点和设计要点
（2）结构简单，适应性强
电容式传感器结构简单，易于制造。能在高低温、强辐射及强磁场等各种恶劣的环境条件下工作，适应能力强，尤其可以承受很大的温度变化，在高压力、高冲击、过载等情况下都能正常工作，能测超高压和低压差，也能对带磁工件进行测量。
电容式传感器
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电容传感器的特点和设计要点
1、特点
（3）动态响应好
电容式传感器由于极板间的静电引力很小，需要的作用能量极小，又由于它的可动部分可以做得很小很薄，即质量很轻，因此其固有频率很高，动态响应时间短，能在几MHz的频率下工作，特别适合动态测量。又由于其介质损耗小可以用较高频率供电，因此系统工作频率高。它可用于测量高速变化的参数，如测量振动、瞬时压力等。
电容式传感器
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电容传感器的特点和设计要点
静电力的计算
电容C中储存的能量为：
对于平板电容器，使极板移动所需的力F约为
电容式传感器
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电容传感器的特点和设计要点
1、特点
（4）可以实现非接触测量、具有平均效应
当被测件不能允许采用接触测量的情况下，电容传感器可以完成测量任务。当采用非接触测量时，电容式传感器具有平均效应,可以减小工件表面粗糙度等对测量的影响。
电容式传感器
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