电容式传感器的分类及原理
以电容器为灵敏元件，将机械位移量转换为电容量改变的传感器称为电容式传感器。电容传感器的方式许多，常运用变极距式电容传感器和变面式电容传感器进行位移丈量。
(1).变极距式电容传感器
图2是空气介突变极距式电容传感器的作业原理图。图中一个电极板固定不变，称为固定极板，另一极板间间隔d呼应改变，然后引起电容量的改变。因而，只需测出电容量的改变量⊿C，便可测得极板间隔改变量，即动极板的位移量⊿d。
变极距电容传感器的初始电容Co可由下式表达，即
式中：ε——真空介电常数（8.85×10-12F/m）
A——极板面积（m2）
do——极板间隔初始间隔（m）
传感器的这种改变联系呈非线性，如图3所示。
当极板初始间隔由do削减⊿d时，则电容量相应添加⊿C，即
电容相对改变量⊿C/Co为
因为
，在实际运用经常选用近似线性处理，即
此刻发生的相对非线性差错γo为
这种处理的成果，使得传感器的相对非线性差错增大，如图4所式。
为改进这种状况，可选用差动变极距式电容传感器，这种传感器的结构，如图5所示。它有三个极板，其间两个固定不动，只要中心极板可发生移动。当中心活动极板处于平衡位置时，即d1=d2=do，则C1=C2=Co，假如活动极板向右移动⊿d,则d1=do-⊿d,d2=do+⊿d,选用上述相同的近似线性处理办法，可得传感器电容总的相对改变，为
传感器的相对非线性差错γo为
不难看出，变极距式电容传感器改成差动之后，不光非线性差错大大减小，并且灵敏度也提高了一倍。
(2).变面积式电容传感器
图6是变面积式电容传感器结构示意图，它由两个电极构成，其间一个为固定极板，另一个为可动极板，两极板均成半圆形。假定极板间的介质不变（即电介质常数不变），当两极板彻底堆叠时，其电容量为
Co=⊿A/d
当动极板绕轴滚动一个α角时，两极板的对应面积要减小⊿A，则传感器的电容量就要减小⊿C。假如咱们把这种电容量的改变经过谐振电路或其它回路办法检测出来，就完成了角位移转换为电量的电测改换。
电容式位移传感器的位移丈量范围在1um—10mm之间，变极距式电容传感器的丈量精度约为2%。变面积式电容传感器的丈量精度较高，其分辨率可达0.3um。
