【摘要】：电容器的电容量与极板形状、大小、相对位置和极板之间的电介质介电常数有关。以最简单的平板电容器为例，当不考虑边缘电场影响时，其电容量C为：从式可见，只要被测物理量的变化能使ε、S、δ中任一参数产生相应改变而引起电容量变化，再通过一定的测量线路将其转换为有用的电信号输出，即可判定被测物理量的变化。电容式传感器根据其工作原理的不同，可分为变间隙式、变面积式与变介电常数式三种。
4．2．1 工作原理和种类
电容器的电容量与极板形状、大小、相对位置和极板之间的电介质介电常数有关。以最简单的平板电容器为例，当不考虑边缘电场影响时，其电容量C为：
式中：ε为介质的介电常数；S为极板的面积；δ为极板间的距离。
从式（4．13）可见，只要被测物理量的变化能使ε、S、δ中任一参数产生相应改变而引起电容量变化，再通过一定的测量线路将其转换为有用的电信号输出，即可判定被测物理量的变化。
电容式传感器根据其工作原理的不同，可分为变间隙式、变面积式与变介电常数式三种。变间隙式一般用来测量微小的线位移（0．01μm至零点几毫米）；变面积式一般用来测角位移（1°至几十度）或较大的线位移；变介电常数式常用于固体或液体的物位测量，也用于测定各种介质的温度、密度等状态参数。
从式（4．13）可以看出，变面积式和变介电常数式电容传感器的电容量与极板面积S或介质介电常数成正比，因此，它们有线性关系，而变间隙式电容传感器电容量与间隙的关系为：
式中：x为电容动片移动量；δ0为初始间隙。
此时电容量Cx和间隙（δ＝δ0－x）或间隙变化x不是线性关系。只有当（x／δ0）《1时，略去式（4．14）中二次以上的项，才能得到其与间隙变化x的近似线性关系，即
因此，变间隙式只适用于测量微小线位移（0．01μm至零点几毫米）。但当输出是容抗时，则有：
即容抗xC和间隙δ是线性关系。
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