g電容式傳感器

被測機械量?→電參數(shù)?

輸出

力學(xué)量傳感器的種類繁多，應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用于測力、測壓、稱重、測位移、測加速度、測扭矩、測溫度等檢測系統(tǒng)。目前已成為生產(chǎn)過程檢測以及實現(xiàn)生產(chǎn)自動化不可缺少的手段之一。主要種類如下：測量電路2.力敏傳感器應(yīng)變式傳感器電感式傳感器電容式傳感器壓電式傳感器12第三節(jié)

電容式傳感器優(yōu)點：測量范圍大、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強、動態(tài)響應(yīng)時間短、易實現(xiàn)非接觸測量等。由于材料、工藝，特別是測量電路及半導(dǎo)體集成技術(shù)等方面已達到了相當高的水平，因此寄生電容的影響得到較好地解決，使電容式傳感器的優(yōu)點得以充分發(fā)揮。應(yīng)用：壓力、位移、厚度、加速度、液位、物位、濕度和成分含量等測量之中。電容器是電子技術(shù)的三大類無源元件(電阻、電感和電容)之一，利用電容器的原理，將非電量轉(zhuǎn)換成電容量,進而實現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)化的器件或裝置，稱為電容式傳感器，它實質(zhì)上是一個具有可變參數(shù)的電容器。3一、工作原理與類型（一）工作原理用兩塊金屬平板作電極可構(gòu)成電容器，當忽略邊緣效應(yīng)時，其電容C為

S—極板相對覆蓋面積；δ—極板間距離；εr—相對介電常數(shù)；ε0—真空介電常數(shù)，ε0

＝8.85pF/m；ε—電容極板間介質(zhì)的介電常數(shù)。δ、S和εr中的某一項或幾項有變化時，就改變了電容C0、δ或S的變化可以反映線位移或角位移的變化，也可以間接反映壓力、加速度等的變化；εr的變化則可反映液面高度、材料厚度等的變化。

Sδε（二）

類型三種基本類型：變極距(變間隙)(δ)型變面積型(S)型變介電常數(shù)(r)型教材表2-3列出了電容式傳感器的三種基本結(jié)構(gòu)形式。位移：線位移和角位移兩種。極板形狀：平板或圓板形和圓柱(圓筒)形，另外還有球面形和鋸齒形等其他的形狀，但一般少用。其中差動式一般優(yōu)于單組（單邊）式。差動式靈敏度高、線性范圍寬、穩(wěn)定性高。

4補充：求長度為l的柱形電容器的電容解：設(shè)帶電量為高斯定理：柱形56變極距型變介電常數(shù)型變面積型781、變極距型電容傳感器

圖中極板1固定不動，極板2為可動電極(動片)，當動片隨被測量變化而移動時，使兩極板間距變化，從而使電容量產(chǎn)生變化，其電容變化量ΔC為δ2變極距型電容傳感器1C-δ特性曲線C0—極距為時的初始電容量。ΔδC0δδCΔC特點：原理上有非線性，常用差動式結(jié)構(gòu)改善非線性、提高靈敏度和減小外界因素(電源電壓、環(huán)境溫度)影響，或用適當測量電路改善非線性。92、變面積型電容傳感器

變面積型電容傳感器中，平板形結(jié)構(gòu)對極距變化特別敏感，測量精度受到影響。而圓柱形結(jié)構(gòu)受極板徑向變化的影響很小，成為實際中最常采用的結(jié)構(gòu)，其中線位移單組式的電容量C在忽略邊緣效應(yīng)時為l—外圓筒與內(nèi)圓柱覆蓋部分的長度；r2、r1—圓筒內(nèi)半徑和內(nèi)圓柱外半徑。

當兩圓筒相對移動Δl時，電容變化量ΔC為這類傳感器具有良好的線性,大多用來檢測位移等參數(shù)。

103、變味介電穿常數(shù)光型電茄容傳哈感器變介掀電常羊數(shù)型貴電容侮式傳切感器束大多萬用來郵測量過電介患質(zhì)的厚度、液位，還勉可根暗據(jù)極陪間介毫質(zhì)的澡介電哥常數(shù)印隨溫壯度、懸濕度況改變佛而改自變來斑測量礦介質(zhì)桃材料喬的溫度、濕度等。若忽幼略邊貫緣效疫應(yīng)，冊單組扯式平寨板形忌厚度嗎傳感擊器如尾下圖譯，傳伐感器橫的電僅容量巧與被任厚度釘?shù)年P(guān)更系為C1C2C3Cεδxδ動片厚度栽測量11若忽切略邊絡(luò)緣效理應(yīng)，孕單組總式平感板形滿線位漆移傳巧感器豬如下秋圖，翅傳感騰器的俗電容敲量與課被位番移的驢關(guān)系叼為l平板蛋形C1C2C3CC4a、b、lx:固定始極板嗽長度野和寬馳度及乘被測妥物進尖入兩梳極板檔間的輔長度；δ:兩固惡定極言板間蜂的距岡離；δx、ε、ε0:被測乓物的搶厚度窄和它匯的介努電常依數(shù)、瞧空氣紅的介傍電常濱數(shù)。lx12若忽順略邊扔緣效膏應(yīng)，凍圓筒明式液渣位傳隨感器宗如下省圖，使傳感聚器的盯電容踐量與普被液跳位的墓關(guān)系臺為液位俘傳感節(jié)器hC1CC2可見委，傳中感器參電容響量C與被想測液棍位高閣度hx成線漲性關(guān)欺系。2r12r2hx電容謀式接夕近開糖關(guān)在示物位棉測量猛控制護中的甜使用念演示1314例：磨某電此容式霸液位猛傳感疏器由宜直徑男為40mm和8mm的兩筋個同遇心圓恐柱體御組成笑。儲策存灌爛也是花圓柱飾形，瓶直徑豪為50獵cm，高恨為1.煤2m。被拋儲存曬液體綿的εr＝2.央1。計秋算傳貿(mào)感器謊的最蛙小電雁容和衛(wèi)最大廚電容課以及昌當用累在儲些存灌臘內(nèi)傳芬感器門的靈尼敏度(p沒F/糾L)解：pF例2變極計距型遞電容揮傳感臉器的掛初始請極距述為d0=1榆mm，若磁要求側(cè)非線崗性誤滅差為0.迫1%，求墻允許識的最遺大測皆量距宮離。解：非線披性誤軌差：故：因此，允許的最大測量距離為：215L包括餃引線甜電纜稍電感機和電畢容式懷傳感譽器本頓身的飛電感如；R由引谷線電情阻、慈極板妙電阻鵝和金睡屬支員架電柄阻組衣成；C為傳菌感器淺本身斃的電腹容；Cp為引役線電貍纜、廊所接哭測量組電路漲及極呀板與改外界暑所形魚成的薪總寄亦生電霉容;Rg是極宜間等奴效漏榮電阻情、極槍板間蘿的漏絞電損至耗和明介質(zhì)痰損耗嘆、極板航與外椒界間激的漏逐電損水耗和殃介質(zhì)在損耗估。二、轉(zhuǎn)換要電路（一株）電容勵式傳闖感器材等效蟻電路16低頻企等效葛電路傳感胞器電鞏容的裝阻抗刺非常嗎大，L和R可忽壺略；等效舊電容C=C0+Cp，等效撒電阻Re≈RgCRg高頻塊等效雨電路電容裕的阻蘿抗變直小，L和R不可植忽略羅，漏觸電的許影響撐可忽猶略駱，其植中C=C0+Cp，而Re≈RReCL17由于得電容畝傳感閥器電行容量犯一般級都很芝小，替電源棍頻率負即使聚采用驅(qū)幾兆烤赫，容抗弄仍很振大，祖而R很小察可以躺忽略追，因樓此此時歷電容胖傳感穗器的攝等效余靈敏半度為當電方容式爸傳感欣器的出供電普電源渣頻率清較高象時，瓦傳感醫(yī)器的座靈敏隔度由kg變?yōu)閗e，ke與傳島感器候的固礙有電助感（轎包括呢電纜軟電感忍）有蝕關(guān)，倚且隨ω變化壘而變社化。1819將電超容式向傳感食器接杏入交姓流電庭橋的架一個允臂(另一敘個臂蜘為固側(cè)定電傷容)或兩炕個相埋鄰臂嘆，另由兩個國臂可圖以是電阻或電容或電感，也迫可是變壓當器的短兩個腦二次姑線圈。其評中另駁兩個辜臂是緊耦繡合電吃感臂的電圣橋具科有較易高的嘆靈敏記度和軍穩(wěn)定落性，歷且寄殖生電創(chuàng)容影骨響極宅小、耕大大驅(qū)簡化泛了電去橋的廁屏蔽彩和接扇地，惱適合隙于高揉頻電形源下抗工作起。而變壓畫器式溝電橋使用謠元件賄最少跨，橋論路內(nèi)鞠阻最鈔小，圣因此益目前均較多貫采用震。（二綿）測摩量電六路1、電喚橋電龜路特點：①倚高頻雪交流唱正弦疤波供脂電；②電否橋輸遭出調(diào)所幅波濫，要錫求其魂電源撤電壓帝波動耀極小孫，需敬采用脹穩(wěn)幅垮、穩(wěn)城頻等若措施淺；③通漸常處融于不受平衡情工作集狀態(tài)帖，所捧以傳構(gòu)感器魚必須噸工作沾在平撈衡位魂置附廟近，備否則科電橋雁非線及性增離大，懂且在剖要求已精度腿高的墾場合帳應(yīng)采職用自挨動平釘衡電獵橋；④輸腥出阻鑰抗很庭高(幾MΩ至幾賽十MΩ銹)，輸始出電膀壓低垂，必尊須后乏接高前輸入弄阻抗溝、高陵放大額倍數(shù)激的處劍理電鄭路。20交流憑電橋擦的多調(diào)種形險式212、二筍極管捆雙T形電帽路電路埋原理瞇如圖(a拒)。供要電電躺壓是濫幅值渴為±UE、周經(jīng)期為T、占伯空比鬧為50％的記高頻騎方波世。若破將二神極管晨理想墾化，邪則當粗電源撓為正串半周頂時，勇電路坦等效澇成典欣型的鵲一階翻電路柿，如能圖(b)。其字中二慣極管VD1導(dǎo)通援、VD2截止轎，電淘容C1被以旗極其跨短的勵時間普充電承、其樓影響黨可不沫予考閑慮，向電容C2的電品壓初固始值慕為UE。根定據(jù)一蹤蝶階電蕉路時遣域分夏析的劑三要產(chǎn)素法茶，可顏直接衫得到飲電容C2的電雄流iC2如下抖：C2UE(b)ＵｏRRRLC2C1VD1VD2iC1iC2++－＋±UE(a)C1C1C2UERLRLRRRR++++iC1iC2i’C1i’C2正半嫂周負半占周22同理滲，負從半周館時電華容C1的平里均電捎流:在［R＋（RRL）/（R＋RL）］C2<<T/2時,電流iC2的平吧均值IC2可以蛋寫成扒下式剛：故在削負載RL上產(chǎn)犬生的緞電壓區(qū)為23電路緞特點泥：①線碗路簡瞧單，氧可全前部放變在探次頭內(nèi)挎，大氧大縮宅短了賽電容危引線住、減膨小了察分布吵電容港的影酒響；②電戰(zhàn)源周扮期、混幅值礎(chǔ)直接窄影響促靈敏世度，貧要求邪它們勇高度輛穩(wěn)定雪；③輸吼出阻食抗為R，而蔥與電憶容無脊關(guān)，籍克服慕了電年容式鐮傳感袋器高園內(nèi)阻介的缺適點；④適撞用于皮具有綿線性陷特性版的單全組式放和差盾動式運電容腫式傳濁感器伴。243、差榮動脈喂沖調(diào)黑寬電始路又稱差動賴脈寬(脈沖朱寬度)調(diào)制燙電路利用駁對傳嬸感器竹電容洪的充朽放電例使電遠路輸蓋出脈怒沖的晉寬度挖隨傳翁感器書電容碎量變喊化而默變化途。通流過低徑通濾區(qū)波器健得到鋸對應(yīng)雹被測名量變袖化的故直流揮信號裂。右圖揭為差皂動脈血沖調(diào)采寬電弱路原起理圖蒼，圖矛中C1、C2為差醫(yī)動式叉?zhèn)鞲蓄I(lǐng)器的封兩個設(shè)電容砍，若翼用單采組式調(diào)，則本其中悟一個惡為固擁定電掛容，吊其電萄容值吼與傳尼感器桐電容飄初始另值相粥等；A1、A2是兩董個比船較器略，Ur為其公參考童電壓新。R2雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器VD1VD2A1A2ABR1C1C2uABFQQUr差動韻脈沖庫調(diào)寬熟電路G25tuAuAuBuBuABuABUFUFUGUGUrUrUrUr-U1U1T1U1-U10000000000T2U1U1U1U1T1T2ttttttttt(a)(b)差動賊脈沖滋調(diào)寬懸電路拿各點吐電壓坐波形團圖U026UAB經(jīng)低青通濾盈波后偶，得肌到直局流電蒙壓U0為UA、UB—A點和B點的損矩形拘脈沖桑的直述流分殼量；T1、T2—分別申為C1和C2的充窮電時社間；U1—觸發(fā)栽器輸淋出的得高電紛位。C1、C2的充軋電時叨間T1、T2為設(shè)R1＝R2＝R，則因此曾，輸鐮出的表直流偉電壓游與傳盤感器奔兩電鐮容差表值成受正比谷。Ur—比較芳器的饞參考丈電壓浪。27設(shè)電亦容C1和C2的極拋間距先離和乳面積撤分別揀為、和S1、S2，將溝平行襯板電啦容公氏式代閃入上戒式，修對差動喝式變蛋極距廉型和變面磨積型電容似式傳絹感器逮可得可見驕差動納脈沖垮調(diào)寬駕電路胳能適醫(yī)用于任何練差動芒式電貓容式坦傳感狐器，并絨具有柔理論辱上的線性托特性。這稀是十吼分可淹貴的宵性質(zhì)頭。在創(chuàng)此指哲出：塊具有仗這個殺特性醒的電輝容測禁量電壟路還粱有差動貓變壓嘆器式塑電容藥電橋和由二極筍管T形電涉路經(jīng)疾改進鄰得到買的二負極管昏環(huán)形繪檢波但電路等。另外揪，差絨動脈桐沖調(diào)嫌寬電父路采應(yīng)用直炎流電偽源，梢其電粉壓穩(wěn)慢定度膝高，荒不存崖在穩(wěn)彼頻、液波形沸純度耗的要斷求，搶也不膜需要漫相敏饑檢波強與解政調(diào)等上；對拐元件株無線陳性要臉求；宋經(jīng)低這通濾埋波器憑可輸洗出較繳大的創(chuàng)直流蔑電壓尚，對權(quán)輸出陡矩形漸波的刃純度腿要求嘩也不量高。284、運算擠放大瘦器式遲電路其最嫩大特裂點是角能夠示克服拿變極統(tǒng)距型爺電容塑式傳考感器見的非國線性芳。其醋原理樸如圖將Cx=代入職上式連得-A～uoCCxu∑運算寄放大社器式電路礙原理帖圖負號梳表明牲輸出木與電括源電皂壓反龜相。做顯然帖，輸粗出電鑰壓與領(lǐng)電容槽極板趙間距吐成線梅性關(guān)柜系，南這就童從原筑理上藝保證塌了變蔽極距梯型電現(xiàn)容式朋傳感談器的皂線性記。這蹦里是淹假設(shè)機放大療器開柿環(huán)放稈大倍援數(shù)A=角∞，輸饞入阻幫抗Zi=∞，因想此仍歇然存浴在一父定的翼非線慰性誤惜差，躬但一阻般A和Zi足夠婚大，憐所以這這種頂誤差熊很小琴。29三、主要懷性能詳、特梅點和績設(shè)計駱要點（一膏）主要沿性能1、曬靜皺態(tài)靈掠敏度是被策測量域緩慢旨變化溜時傳必感器狡電容心變化市量與甲引起質(zhì)其變紹化的間被測源量變弟化之使比。托對于剝變極屋距型攪其靜徹態(tài)靈狐敏度kg為可見僚其靈瞧敏度似是初支始極阻板間期距的躺函數(shù)溫，同落時還米隨被販測量拾而變區(qū)化。膝減小δ可以蒸提高撕靈敏醬度。電但δ過小酒易導(dǎo)涉致電懼容器去擊穿繁（空虛氣的杰擊穿葡電壓秩為3k條V／mm）。淋可在鐮極間鋪加一戲?qū)釉聘`母片呈（其牽擊穿威電壓刮大于103kV柏/m猜m）或蟲塑料獄膜來陜改善懲電容膝器耐費壓性裳能。30靈敏們度取赴決于r2/r1，r2與r1越接涂近，篇靈敏肢度越弄高。促雖然泰內(nèi)外畏極筒挖原始川覆蓋臘長度輝與靈禁敏度食無關(guān)絮，但跪不可羽太小嗓，否完則邊放緣效褲應(yīng)將肢影響剖到傳沾感器球的線愚性。另外壓，變斗極距智型和輕變面似積型姓電容風(fēng)式傳膚感器民可采伐用差快動結(jié)霜構(gòu)形稿式來盯提高丘靜態(tài)義靈敏各度，請一般提高點一倍。例患如，涌對變死面積軟型差譜動式坦線位紙移電悼容式慢傳感給器，媽其靜蛛態(tài)靈叔敏度頭為對于眾圓柱拔形變咸面積神型電門容式也傳感邁器，腰其靜填態(tài)靈績敏度碌為可見肌，與溝單組冬式相舌比靈餃敏度洞提高罩了一游倍。變面員積型夫和變鋸介電心常數(shù)袍型電角容式耐傳感朝器在租忽略邊緣僑效應(yīng)時，散其輸妥入被耽測量極與輸余出電狠容量嚼呈線落性關(guān)珠系，盜因而奸其靜碌態(tài)靈俘敏度怒為常攔數(shù)31顯然潑，輸遷出電疊容?C與被愈測量貓之間晉是非牢線性屯關(guān)系。只有砌當(?δ/δ<<奔1時，劃略去膨各非忍線性棉項后惡才能壇得到升近似提線性簽關(guān)系秤為C＝C0(?δ/δ)。由仙于δ取值堵不能交大，亭否則清將降秒低靈仿敏度劉，因骨此變巨極距鋤型電冠容式迫傳感能器常秘工作榨在一脫個較旋小的策范圍午內(nèi)（1c忘m至零改點幾mm），裙而且永?δ最大層應(yīng)小摧于極傍板間掙距δ的1/5～1/10。2、非遍線性對變羨極距該型電白容式順傳感驕器，搞當極通板間盼距變作化時職，其頃電容驅(qū)量的堂變化穴：32可見輕，差亦動式累的非撿線性繳得到價很大頭改善悄，靈桶敏度壞也提艷高了炊一倍緞。如果勺電容堂式傳泳感器劑輸出付量采構(gòu)用容抗XC=1罩/(論ωC)，那糖么被哭測量?δ就與?XC成線悟性關(guān)斑系，爹不需桌要滿廳足?δ<<δ這一蜓要求毛了。在忽瞧略邊周緣效龜應(yīng)時支，變揀面積帶型和殿變介似電常村數(shù)型練（測波厚除悄外）縱電容補式傳茫感器辨具有太很好巷的線慰性，騾但實螞際上褲由于渠邊緣絮效應(yīng)辱引起亞極板固或極窩筒間電場打分布不均籍勻，會導(dǎo)致鐘非線唱性問己題仍俊然存赤在，近且靈飯敏度夾下降秒，但利比變鞋極距盾型好拳得多尖。采用妄差動時形式配，并誕取兩異電容版之差蹤蝶為輸皮出量?C33（二丸）特點1．受欲溫度你影響虛極小電容釘式傳招感器移的電裙容值墊僅取練決于惹電極率的幾智何尺哨寸，宮一般帶與電圣極材怨料無做關(guān)，南有利淋于選桐擇溫橋度系若數(shù)低太的材興料，吼又因碼本身納發(fā)熱菜極小冊，影樂響穩(wěn)堂定性歷甚微棄。2．結(jié)社構(gòu)簡象單，漂適應(yīng)地多種檢場合茫，具監(jiān)有平離均效龜應(yīng)這種桂傳感容器結(jié)脈構(gòu)簡秒單，述易于跡制造拔，易喜于保證興高的偷精度；可寒做得計體積狂很小局，易已于實衡現(xiàn)某續(xù)些特殊監(jiān)要求嫩的測金量；電炒容式譯傳感校器一焦般用逐金屬固作電棉極、真以無可機材詢料作懼絕緣教支承戰(zhàn)，因斑此能拾工作易在高鋪溫、冒低溫淹、強起輻射紐奉及強瘦磁場膀等惡劣覽的環(huán)冒境中，勒可承儀受很解大的帶溫度貪變化戒，承鞠受高州壓力吧、高柜沖擊隱、過呆載等儲；能賀測超勁高壓灣和低禽壓差低，也粒能對招帶磁誦工件分進行絞測量駝。當屯被測頑試件可不允凈許采翁用接月觸測剪量時曉，電抬容傳施感器侮可完名成測檔量任宵務(wù)。泛電容疲式傳島感器脫在采例用非喊接觸倆測量轟時，燭具有榴平均爆效應(yīng)焦，可旁減小讓工件每表面縫粗糙桃度等旅對測總量的歪影響該。343．動字態(tài)響絡(luò)應(yīng)好電容親式傳豪感器燥由于燙極板依間的幫靜電絨引力愛很小嬌，（適約幾刑個10-5N），槳需要可的作訂用能屆量極球小，陷又由不于它否的可魯動部鼓分可愿做得貸很小量很薄腿，即嚼質(zhì)量喝很輕刺，因插此其溪固有蟲頻率菠很高哄，動態(tài)擱響應(yīng)社時間變短，能闊在幾MH坊z的頻謎率下壤工作赤，特笑別適顧合動黃態(tài)測往量。涌又由滋于其介質(zhì)卸損耗病小可以誘用較榆高頻牽率供興電，撒因此就系統(tǒng)素工作炕頻率注高。旨它可友用于竿測量乞高速判變化掛的參爽數(shù)，就如測古量振累動、萄瞬時部壓力晚等。電容怪式傳戒感器慨還因魂帶電杏極板瀉間的投靜電編引力月極小凱，因拌此所喝需輸受入能值量極冊小，粒所以急特別暗適宜躬用來關(guān)測量糾極低悶的壓園力、籃力和偉很小望的加計速度困、位躬移等嗓，可禾以做倚得很年靈敏向，分耐辨力晨非常虛高，布能感原受0.久00窯1m甚至依更小包的位括移；夢由于彎其空盡氣等嬸介質(zhì)副損耗沾小，觸采用醋差動蹦形式哲并接掏入電紫橋時女產(chǎn)生疫的漂蹦移極技小，禍因此窮允許緊電路感進行法高增尼益放投大，怪使儀返器具豪有很派高的肅靈敏奧度。35不足倉：1．負傭載能禁力差電容主式傳翁感器壟的容急量受春其電甚極幾栗何尺瘦寸等勤限制珍，一通般為偷幾十茄到幾漲百pF，使狠傳感敘器的親輸出籌阻抗炒很高姐，尤攝其當賣采用糾音頻飄范圍憤內(nèi)的項交流半電源蘭時，勢輸出傍阻抗逼高達106～108Ω。因顯此傳牙感器配負載敢能力稿差，攪易受沸外界屠干擾前影響垃而產(chǎn)君生不卡穩(wěn)定建現(xiàn)象夫，嚴看重時沈甚至閉無法疑工作玩，必伶須采方取屏昌蔽措鋪施，壇從而擦給設(shè)可計和萍使用束帶來獲不便構(gòu)。容翠抗大餡還要作求傳錫感器那絕緣能部分什的電碎阻值通極高咳（幾登十MΩ以上樂），棵否則單絕緣陶部分什將作葬為旁序路電共阻而頓影響瓜傳感擔器的裕性能諸（如浩靈敏史度降欲低）墻，為忙此還豬要特歸別注蓬意周如圍環(huán)荒境如洗溫濕曬度、勉清潔奧度等擱對絕兔緣性遣能的理影響慘。高帖頻供速電雖投然可是降低駕傳感竟器輸噴出阻特抗，礙但放京大、雕傳輸軟遠比材低頻麻時復(fù)大雜，符且寄養(yǎng)生電繭容影太響加劇大，轟難以佩保證跑工作糧穩(wěn)定林。362．寄產(chǎn)生電釋容影枯響大傳感病器的肌初始垮電容宜量很棗小，伏而其蛋引線電纜糖電容(l～2m導(dǎo)線獨可達80琴0p湯F)、測睬量電陵路的雜散晶電容以及傳感偷器極桑板與媽其周們圍導(dǎo)塞體構(gòu)繞成的用電容等“寄沉生電乳容”卻較血大，舌①降爆低了史傳感州器的關(guān)靈敏千度；罰②這匠些電站容(如電仍纜電資容)常常葉是隨肉機變歌化的播，將色使傳狂感器待工作籮不穩(wěn)率定，眼影響虜測量飾精度攝，其速變化干量甚貪至超家過被筆測量啊引起垮的電曉容變既化量扣，致達使傳遞感器托無法呈工作洞。因晨此對舊電纜間選擇捷、安軌裝、閥接法若有要鮮求3、輸視出特寨性非奮線性變極基距型鼓電容花傳感芳器的爐輸出蜻特性狂是非撞線性萍的，鑼雖可憶采用灑差動片結(jié)構(gòu)飄來改濱善，毫但不男可能占完全磚消除財。其環(huán)他類霞型的樹電容爺傳感券器只銳有忽更略了怪電場區(qū)的邊顧緣效注應(yīng)時何，輸長出特扣性才怖呈線刪性。亡否則情邊緣米效應(yīng)升所產(chǎn)吃生的鐮附加浙電容模量將屢與傳捕感器勵電容擾量直預(yù)接疊鑰加，羞使輸自出特何性非稼線性魯。隨著蘆材料量、工定藝、途電子糞技術(shù)謀，特琴別是哲集成阻電路卡的高傲速發(fā)員展，植使電包容式條傳感禍器的每優(yōu)點旺得到菌發(fā)揚裁而缺蛛點不贈斷得舟到克護服。電容鉛傳感叔器正釘逐漸成為飼一種烤高靈綁敏度斧、高鋸精度叉，在印動態(tài)素、低餅壓及券一些插特殊蘆測量川方面淚大有闖發(fā)展?jié)睬巴倦S的傳岔感器嬸。37（三府）設(shè)計暈時應(yīng)趕考慮圈的因園素電容愚式傳增感器月所具哀有的鉤高靈衰敏度湯、高類精度街等獨背特的汗優(yōu)點扭是與啞其正冰確設(shè)撲計、殃選材澤以及杯精細藥的加異工工更藝分凈不開級的。壤在設(shè)爭計傳后感器襖的過淘程中席，在苗所要響求的梳量程忍、溫乘度和描壓力革等范腸圍內(nèi)車，應(yīng)發(fā)盡量腐使它迷具有做低成遼本、吧高精貢度、杏高分東辨力拾、穩(wěn)牙定可壞靠和絨高的稿頻率傻響應(yīng)快等。1．減連小環(huán)宏境溫境度、邀濕度夢的影線響，娛保證桐絕緣探材料袖的性基能溫度踐變化乏使傳宗感器餐內(nèi)各涌零件俗的幾毛何尺哈寸和驢相互械位置手及某棵些介差質(zhì)的漢介電壩常數(shù)煮發(fā)生國改變,從而呼改變垂傳感適器的鋤電容康量,產(chǎn)生暗溫度筒誤差磚。濕婚度也走影響馳某些驕介質(zhì)茶的介畫電常倚數(shù)和繡絕緣夕電阻抗值。保因此曲必須停從選棵材、陣結(jié)構(gòu)良、加腹工工祥藝等喇方面冶來減及小溫擦度等葬誤差馳和保張證絕刃緣材發(fā)料具驅(qū)有高圖的絕氣緣性犬能。38電容洪式傳梳感器拐的金屬扁電極爽的材霉料以選斜用溫獲度系略數(shù)低附的鐵諸鎳合扛金為漫好，愉但較破難加嶺工。犯也可括采用杏在陶盯瓷或斃石英燙上噴撕鍍金計或銀隸的工污藝，護這樣季電極須可以薄做得驅(qū)極薄營，對鈴減小夜邊緣魯效應(yīng)貫極為爬有利凈。傳感渠器內(nèi)電極薪表面不便圍經(jīng)常墾清洗值，應(yīng)容加以廣密封崇；用培以防會塵、抓防潮番。若房誠在電士極表滲面鍍孟以極釀薄的族惰性淚金屬盲（如變銠等?。泳瑒t漏可代順替密結(jié)封件怠起保址護作趣用，蠢可防嫁塵、怕防濕便、防果腐蝕拿，并城在高配溫下利可減浙少表盡面損數(shù)耗、叛降低圈溫度恥系數(shù)違，但絡(luò)成本徑較高庭。傳感殃器內(nèi)雄，電極捎的支矛架除要橡有一寺定的罰機械盜強度晝外還厘要有科穩(wěn)定掃的性炎能。訊因此矮選用竿溫度抬系數(shù)輛小和楚幾何意尺寸顛長期洪穩(wěn)定給性好妥，并色具有謊高絕券緣電未阻、施低吸梨潮性禾和高移表面云電阻竟的材攏料。汽例如必石英完、云冶母、奸人造悔寶石夠及各呈種陶蜘瓷等灶做支狐架。抓雖然春這些蜜材料勇較難呆加工怪，但己性能創(chuàng)遠高周于塑境料、衣有機撕玻璃漏等。陰在溫袋度不錄太高貢的環(huán)滑境下佩，聚葬四氟主乙烯袖具有輩良好黨的絕肥緣性氣能，錄可以讀考慮還選用呆。39盡量天采用脖空氣拌或云圣母等特介電算常數(shù)歷的溫便度系撇數(shù)近柱似為書零的電介梨質(zhì)（也然不受盛濕度偶變化絲式的影旅響）鍬作為蔽電容夫式傳渠感器啦的電督介質(zhì)橡。若廉用某孝些液貫體如址硅油墻、煤岸油等晃作為哨電介軟質(zhì)，嚼當環(huán)憲境溫構(gòu)度、抬濕度趕變化焦時，武它們德的介喬電常份數(shù)隨烤之改浴變，濫產(chǎn)生治誤差齒。這豬種誤離差雖降可用籍后接精的電夠子電冷路加螞以補幼償，渣但無同法完遙全消辛除。在可擾能的穿情況贈下,傳感把器內(nèi)腹盡量列采用差動踩對稱結(jié)構(gòu),這樣佛可以泊通過乘某些敘類型掀的測耐量電蒙路(如電斑橋)來減瘋小溫御度等島誤差銹。選用50著kH盜z至幾MH正z作為涼電容每傳感戶器的電源騎頻率，以圖降低窮對傳凍感器健絕緣今部分暴的絕魄緣要堆求。傳感邊器內(nèi)取所有副的零件應(yīng)先懶進行狀清洗泉、烘銷干后較再裝常配。憤傳感齡器要植密封避以防引止水燭分侵亞入內(nèi)問部而把引起浮電容妖值變率化和疑絕緣爹性能村下降里。傳廟感器臭的殼簽體剛扁性要浙好，孔以免抄安裝運時變旦形。402．消寺除和避減小估電容呀電場還的邊典緣效唯應(yīng)適當減小鴉極間占距，使廉電極壩直徑向或邊限長與勵間距追比增放大，背可減因小邊烘緣效磨應(yīng)的健影響掘，但鼻易產(chǎn)遵生擊村穿并吐有可現(xiàn)能限僵制測誤量范炮圍。鐮電極征應(yīng)做墨得極他薄使輛之與千極間熄距相辭比很妙小，寒這樣盼也可自減小時邊緣娛電場透的影轎響。璃此外繪，可海在結(jié)長構(gòu)上低增設(shè)等位援環(huán)來消驗除邊身緣效沫應(yīng)。帶有等位環(huán)的平板電容傳感器結(jié)構(gòu)原理圖均勻電場1233邊緣電場邊緣剝效應(yīng)諸引起時的非乘線性槳與變窄極距返型電敵容式旺傳感凍器原場理上滴的非響線性換恰好吵相反漲，在脫一定年程度貌上起辱了補艙償作騎用。41（1）適嶄當增蹦大傳邁感器歡原始盈電容喂值采用減小階極片反或極既筒間筋的間出距(平板扁式間設(shè)距為0.披2—偵0.呆5m點m，圓謹筒式批間距策為0.心15輸mm)，增加無工作苦面積或工作租長度來增敘加原膠始電脖容值清，但傾受加達工及栽裝配泉工藝遮、精紀度、貞示值租范圍杰、擊鳴穿電際壓、擱結(jié)構(gòu)粘等限做制。顧一般夢電容伙值變略化在10-3—1窗03pF范圍蹦內(nèi)，蔽相對盾值變娃化在10-6—1范圍酸內(nèi)。寄生忙電容引與傳靠感器止電容消相并系聯(lián)，滔影響天傳感述器靈嫁敏度暢，必雨須消獨除和均減小麥它。弊可采被用方供法：3．減慈小寄灰生電槍容的完影響（1）適錯當增堤大傳腦感器遮原始淘電容張值（2）采忙用適蘿當接億地方挨法和偏屏蔽約措施（3）將濱傳感芬器與乎測量炭電路鼻本身刪或其窄前置叮級裝附在一厘個殼館體內(nèi)（4）采倡用“驅(qū)動秧電纜”(雙層婆屏蔽倆等位奏傳輸)技術(shù)（5）采還用運值算放叉大器稈法42（2）采偷用適絡(luò)當接碌地方淚法和顧屏蔽荒措施圖為頸采用源接地莫屏蔽逃的圓紛筒形跨電容膊式傳陡感器蹦。圖砌中可執(zhí)動極羅筒與蔑連桿孤固定怖在一依起隨纖被測張量移需動。梅可動應(yīng)極筒役與傳距感器春的屏軍蔽殼攀（良籮導(dǎo)體孝）同盲為地煤，因辨此當梅可動蠶極筒嬌移動湖時，眉固定拿極筒垂與屏灘蔽殼慨之間點的電扎容值股將保鵲持不擠變，從而馬消除嫂了由衛(wèi)此產(chǎn)擦生的杏虛假圈信號惹。引線金電纜釘也必盾須屏妥蔽在棚傳感智器屏講蔽殼眨內(nèi)。貧為減桃小電冒纜電慰容的檢影響鴨，應(yīng)物盡可騰能使卻用短盆而粗俗的電舅纜線恭，縮宰短傳偷感器己至電坡路前辛置級催的距補離。絕緣仆體屏蔽夠殼固定怠極筒可動裹極筒連桿導(dǎo)桿接地尤屏蔽踢圓筒珍形電甘容式美傳感謀器示現(xiàn)意圖43整體特屏蔽端法將電叨容式琴傳感糾器和央所采廳用的捐轉(zhuǎn)換割電路敬、傳鉤輸電靈纜等膚用同獸一個濟屏蔽他殼屏易蔽起珠來，武正確若選取將接地腦點可轎減小屢寄生粉電容殃的影身響和碗防止哪外界晨的干票擾。逗下圖歇是差送動電峽容式突傳感法器交械流電融橋所軋采用桃的整凱體屏酸蔽系城統(tǒng)，煙屏蔽扭層接申地點到選擇重在兩權(quán)固定芝輔助摘阻抗分臂Z3和Z4中間徒，使行電纜臘芯線鄙與其誓屏蔽層之刊間的京寄生據(jù)電容CP1和CP2分別端與Z3和Z4相并踩聯(lián)。神如果Z3和Z4比CP1和CP2的容鏡抗小蝦得多塌，則突寄生歡電容CP1和CP2對電憶橋平蠶衡狀支態(tài)的嗚影響凱就很棚小?！涣鞒屉娙荽姌蛳薜钠敛急蜗涤菇y(tǒng)C1C2CP1CP2Z3Z4-A44最易傳滿足當上述范要求趕的是完變壓神器電稿橋，笨這時Z3和Z4是具垃有中床心抽礎(chǔ)頭并搏相互蹤蝶緊密撲耦合能的兩狗個電呆感線扁圈，沒流過Z3和Z4的電掘流大格小基淡本相脫等但凳方向衛(wèi)相反椅。因Z3和Z4在結(jié)晶構(gòu)上皇完全伶對稱喝，所賠以線縱圈中趁的合貸成磁憑通近煤于零篇，Z3和Z4僅為荷其繞住組的專銅電古阻及照漏感蔬抗，脾它們徐都很俱小。借結(jié)果微寄生廳電容Cpl和Cp2對Z3和Z4的分躲路作撕用即找可被饅削弱淚到很姜低的覽程度耽而不索致影咸響交干流電告橋的痰平衡劈燕。還可路以再白加一撇層屏偏蔽，隔所加朱外屏浸蔽層瘦接地盜點則盡選在閱差動丈式電柜容傳初感器誼兩電競?cè)軨1和C2之間敬。這辭樣進升一步苦降低俗了外鑰界電里磁場炕的干限擾，凍而內(nèi)皇外屏帆蔽層好之間名的寄叮生電銹容等鬼效作尖用在左測量老電路媽前置飄級，闊不影盛響電穴橋的竄平衡逆，因程此在探電纜爆線長授達10筋m以上葬時仍納能測冰出1p泊F的電席容。電容寇式傳拿感器甲的原景始電嶼容值誤較大浩（幾浙百pF）時感，只有要選痛擇適算當?shù)暮媒拥禺€點仍貓可采死用一煌般的快同軸陣屏蔽缺電纜攔。電膨纜長超達10帝m時，置傳感獅器也蝴能正逝常工敵作。45（3）將突傳感撒器與搭測量江電路儀本身帽或其俯前置左級裝匆在一熊個殼友體內(nèi)將傳腎感器嘩與測惠量電獅路本濃身或賺其前議置級施裝在紗一個愧殼體郊內(nèi)，讓省去郊傳感檢器的吼電纜封引線言。這籃樣，獎寄生個電容股大為殘減小嗓而且植易固定救不變，使凈儀器籌工作瓶穩(wěn)定咽。但鹽這種伐傳感帝器因住電子晝元件具的特染點而時不能超在高經(jīng)、低說溫或寇環(huán)境災(zāi)差的道場合散使用葉。（4）采鍵用“驅(qū)動脅電纜”(雙層悉屏蔽柔等位宇傳輸)技術(shù)當電抬容式盲傳感稼器的叨電容緩值很帖小，欲而因許某些豆原因(如環(huán)悟境溫燭度較朋高)，測免量電醬路只或能與拔傳感瞞器分宜開時索，可射采用“驅(qū)動賓電纜”技術(shù)衡。傳助感器刊與測綠量電舅路前諒置級宏間的效引線君為雙屏弦蔽層動電纜，其周內(nèi)屏宅蔽層筒與信宏號傳閣輸線(即電殊纜芯頸線)通過1:偶1放大減器成撲為等讀電位弓，從愿而消鎮(zhèn)除了嫁芯線暮與內(nèi)萍屏蔽頌層之燭間的偷電容喘。由鍵于屏劉蔽線危上有肅隨傳橡感器戴輸出毯信號殖變化律而變糠化的搶電壓以，因堂此稱門為“驅(qū)動建電纜”。采凡用這架種技規(guī)術(shù)可再使電漿纜線派長達10漲m之遠陰也不兔影響侵儀器騾的性恐能，檔如圖閣。46外屏瓦蔽層孝接大們地或拼接儀另器地屬，用吃來防只止外柳界電繳場的技干擾剛。內(nèi)滅外屏戴蔽層稀之間趁的電枕容是1:僅1放大轉(zhuǎn)器的何負載仙。1:除1放大與器是雀一個私輸入庸阻抗喚要求糟很高極、具坊有容星性負頸載、體放大孝倍數(shù)咐為1(準確晝度要榆求達1/10濁00聽0)的同鳥相(要求垮相移觀為零)放大希器。缺因此“驅(qū)動蹄電纜”技術(shù)摧對1:寨1放大哪器要歉求很森高，凍電路偉復(fù)雜第，但限能保趙證電爹容式睛傳感昂器的請電容嗽值小如于1p葛F時，紀也能是正常甩工作丸。1：1＋－測量電路前置精級外屏剩蔽層內(nèi)屏扶蔽層芯線傳感淚器“驅(qū)動陳電纜蔑”技路術(shù)原誼理圖當電手容式餅傳感扔器的晃初始煌電容牧值很愈大(幾百μF)時，耀只要桌選擇蝴適當鑒的接懂地點湊仍可降采用依一般批的同好軸屏秋蔽電職纜，現(xiàn)電纜馬可以傅長達10忙m，儀勁器仍技能正腸常工挨作。47（5）采瞞用運圾算放桑大器墨法下圖臭是利增用運值算放訂大器誼的虛討地來廁減小待引線陶電纜藍寄生洞電容CP的原塞理圖沫。圖銀中電烘容傳茶感器哪的一稈個電娘極經(jīng)奏電纜恐芯線欲接運甚算放浪大器稅的虛日地Σ點,電纜幻玉的屏畝蔽層州接儀敲器地,這時儉與傳攜感器淘電容否相并串聯(lián)的優(yōu)為等源效電好纜電扛容Cp/(1＋A)，因咱而大桐大地際減小霧了電課纜電撈容的名影響進。外辰界干萄擾因釋屏蔽舍層接炕儀器軟地，盒對芯償線不議起作嗎用。傳感疼器的菌另一理電極古接大苗地，臣用來蟲防止墓外電繭場的鍛干擾倘。若繞采用淋雙屏勤蔽層材電纜從，其蘿外屏劑蔽層待接大詢地，比干擾這影響腐就更萬小。冷實際蹲上，騾這是送一種丸不完編全的李電纜“驅(qū)動暮技術(shù)”，結(jié)互構(gòu)較截簡單勾。開誘環(huán)放唐大倍義數(shù)A越大爐，精秀度越旱高。