电容传感器的原理
电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，将被测物理量或机械量转化成为电容量改变的一种转化设备，实践上便是一个具有可变参数的电容器。电容式传感器广泛用于位移、视点、振荡、速度、压力、成分剖析、介质特性等方面的丈量。最常用的是平行板型电容器或圆筒型电容器。
电容传感器也常常被人们称为电容式物位计，电容式物位计的电容检测元件是依据圆筒形电容器原理进行作业的，电容器由两个绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成，在两筒之间充以介电常数为ε的电解质时，两圆筒间的电容量为：
式中L为两筒彼此重合部分的长度；D为外筒电极的直径；d为内筒电极的直径；e为中心介质的电介常数。在实践丈量中D、d、e是根本不变的，故测得C即可知道液位的凹凸，这也是电容式传感器具有运用方便，结构简略和活络度高，价格便宜等特色的原因之一。
电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，因为被丈量改变将导致电容器电容量改变，经过丈量电路，可把电容量的改变转化为电信号输出。测知电信号的巨细，可判别被丈量的巨细。这便是电容式传感器的根本作业原理。
电容式传感器的优缺陷
1、电容式传感器的长处
（1）温度安稳性好
传感器的电容值一般与电极资料无关，仅取决于电极的几许尺度，且空气等介质损耗很小，因而只要从强度、温度系数等机械特性考虑，合理挑选资料和几许尺度即可，其他要素（因自身发热极小）影响甚微。而电阻式传感器有电阻，供电后发生热量；电感式传感器存在铜损、涡流损耗等，引起自身发热发生零漂。
（2）结构简略，习惯性强
电容式传感器结构简略，易于制作。能在凹凸温、强辐射及强磁场等各种恶劣的环境条件下作业，习惯能力强，特别能够接受很大的温度改变，在高压力、高冲击、过载等情况下都能正常作业，能测超高压和低压差，也能对带磁工件进行丈量。此外传感器能够做得体积很小，以便完结某些特别要求的丈量。
（3）静电引力小
电容传感器两极板间存在着静电场，因而极板上效果着静电引力或静电力矩。静电引力的巨细与极板间的作业电压、介电常数、极间间隔有关。一般说来，这种静电引力是很小的，因而只要对推动力很小的弹性活络元件，才须考虑因静电引力形成的丈量误差。
（4）动态呼应好
电容式传感器因为极板间的静电引力很小，（约几个10-5N），需求的效果能量极小，又因为它的可动部分能够做得很小很薄，即质量很轻，因而其固有频率很高，动态呼应时间短，能在几MHz的频率下作业，特别合适动态丈量。又因为其介质损耗小能够用较高频率供电，因而体系作业频率高。它可用于丈量高速改变的参数，如丈量振荡、瞬时压力等。
（5）能够完结非触摸丈量、具有均匀效应
当被测件不能允许选用触摸丈量的情况下，电容传感器能够完结丈量使命。当选用非触摸丈量时，电容式传感器具有均匀效应，能够减小工件外表粗糙度等对丈量的影响。
电容式传感器除上述长处之外，还因带电极板间的静电引力极小，因而所需输入能量极小，所以特别适合低能量输入的丈量，例如丈量极低的压力、力和很小的加速度、位移等，能够做得很活络，分辨力十分高，能感触0.001µm乃至更小的位移。
2、电容式传感器的缺陷
（1）输出阻抗高，负载能力差
电容式传感器的容量受其电极几许尺度等约束，一般为几十到几百pF，使传感器的输出阻抗很高，特别当选用音频范围内的交流电源时，输出阻抗高达106～108Ω。因而传感器负载能力差，易受外界搅扰影响而发生不安稳现象，严峻时乃至无法作业，有必要采纳屏蔽办法，然后给规划和运用带来不方便。容抗大还要求传感器绝缘部分的电阻值极高（几十MΩ以上），不然绝缘部分将作为旁路电阻而影响传感器的功能（如活络度下降），为此还要特别留意周围环境如温湿度、清洁度等对绝缘性能的影响。高频供电尽管可下降传感器输出阻抗，但扩大、传输远比低频时杂乱，且寄生电容影响加大，难以确保作业安稳。
（2）寄生电容影响大
传感器的初始电容量很小，而其引线电缆电容（l～2m导线可达800pF）、丈量电路的杂散电容以及传感器极板与其周围导体构成的电容等“寄生电容”却较大，①下降了传感器的活络度；②这些电容（如电缆电容）常常是随机改变的，将使传感器作业不安稳，影响丈量精度，其改变量乃至超越被丈量引起的电容改变量，致使传感器无法作业。因而对电缆挑选、装置、接法有要求。
（3）输出特性非线性
变极距型电容传感器的输出特性对错线性的，虽可选用差动结构来改进，但不或许彻底消除。其他类型的电容传感器只要疏忽了电场的边缘效应时，输出特性才呈线性。不然边缘效应所发生的附加电容量将与传感器电容量直接叠加，使输出特性非线性。
跟着资料、工艺、电子技术，特别是集成电路的高速开展，使电容式传感器的长处得到发扬而缺陷不断得到战胜。电容传感器正逐渐成为一种高活络度、高精度，在动态、低压及一些特别丈量方面大有开展前途的传感器。
电容传感器运用
电容传感器具有结构简略、耐高温、耐辐射、分辨率高、动态呼应特性好等长处，广泛用于压力、位移、加速度、厚度、振荡、液位等丈量中。但在运用中要留意以下几个方面临丈量成果的影响：①减小环境温度、湿度改变（或许引起某些介质的介电常数或极板的几许尺度、相对方位发生改变）；②减小边缘效应；③削减寄生电容；④运用屏蔽电极并接地（对活络电极的电场起维护效果，与外电场阻隔）；⑤留意漏电阻、鼓励频率和极板支架资料的绝缘性。
