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动的一种转化设备，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、振动、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。
70年代末以来，跟着%&&&&&%技能的开展，呈现了与微型丈量外表封装在一起的电容式传感器。这种新式的传感器能使分布电容的影响大为减小，使其固有的缺陷得到战胜。电容式传感器是一种用处极广，很有开展潜力的传感器。
典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。当薄膜受压力效果时，薄膜会发生必定的变形，因而，上下电极之间的间隔发生必定的改动，从而使电容发生改动。但电容式压力传感器的电容与上下电极之间的间隔的联系对错线性联系，因而，要用具有补偿功用的丈量电路对输出电容进行非线性补偿。
电容式传感器的分类及其优缺陷
电容式传感器的分类
根据传感器的作业原理可把电容式传感器分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。
根据传感器的结构可把电容式传感器分为三种类型的结构方式。它们又可按位移的方式分为线位移和角位移两种，每一种又根据传感器极板形状分红平（圆形）板形和圆柱（圆筒）形，尽管还有球面形和锯齿形等其他形状，但一般很少用。其间差动式一般优于单组（单边）式传感器，它具有活络度高、线性规模宽、稳定性高级特色。
电容式传感器的优缺陷
1、长处
（1）温度稳定性好
电容式传感器的电容值一般与电极资料无关，这有利于挑选温度系数低的资料，又因自身发热极小，影响稳定性甚微。而电阻传感器有铜损，易发热发生零漂。
（2）结构简略
电容式传感器结构简略，易于制作和确保高的精度，能够做得十分细巧，以完成某些特别的丈量；能作业在高温，强辐射及强磁场等恶劣的环境中，能够接受很大的温度改动，接受高压力，高冲击，过载等；能丈量超高温文低压差，也能对带磁作业进行丈量。
（3）动态呼应好
电容式传感器因为带电极板间的静电引力很小（约几个10^（-5）N），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，能在几兆赫兹的频率下作业，特别适用于动态丈量。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动的参数。
（4）能够非触摸丈量且活络度高
可非触摸丈量回转轴的振动或偏心率、小型滚珠轴承的径向空隙等。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。
电容式传感器除了上述的长处外，还因其带电极板间的静电引力很小，所需输入力和输入能量极小，因而可测极低的压力、力和很小的加速度、位移等，能够做得很活络，分辨力高，能感应0.01μm乃至更小的位移。因为其空气等介质损耗小，选用差动结构并接成电桥式时发生的零残极小，因而答应电路进行高倍率扩大，使仪器具有很高的活络度。
1、缺陷
（1）输出阻抗高，负载能力差。
不管何种类型的电容式传感器，受电极板几许尺度的约束，其电容量都很小，一般为几十到几百皮法（pF），因而使电容式传感器的输出阻抗很高，可达 
～ 
Ω。因为输出阻抗很高，因而输出功率小，负载能力差，易受外界搅扰影响而发生不稳定现象，严峻时乃至无法作业。
（2）寄生电容影响大。
电容式传感器的初始电容量很小，而衔接传感器和电子线路的引线电缆电容、电子线路的杂散电容以及电容极板与周围导体构成的电容等寄生电容却较大。寄生电容的存在不光降低了丈量活络度，并且引起非线性输出。因为寄生电容是随机改动的．因而使传感器处于不稳定的作业状况．影响丈量准确度。
电容式传感器的丈量转化电路
电容式传感器把被测物理量转化为电容改动后 ，将电容量转化成电量的电路称作电容式传感器的转化电路。现在较常选用的有电桥电路、调频电路、脉冲调宽电路和运算扩大器式电路等，这儿只介绍电桥电路和运算扩大器电路。
一、 电桥电路
将电容传感器接入沟通电桥作为电桥的一个或两个相邻臂，别的两臂能够是电阻、电容或电感，也能够是变压器的两个次级线圈，如图1所示。
在图1a单臂接法电桥电路中，电容C1、C2、C3、Cx构成电桥的四臂，CX为电容传感器，当Cx改动时，U0≠0，有输出电压。
在图1 b差动接法电桥电路中，其输出电压可用下式表明：
因为电桥输出电压与电源电压成份额，因而要求电源电压动摇极小，需求选用稳幅、稳频等办法。因而，在实践使用中，接有电容传感器的沟通电桥输出阻抗很高（一般达几兆欧至几十兆欧），输出电压幅值又小，所以有必要后接高输入阻抗扩大器将信号扩大后才干丈量。
由电桥电路组成的体系原理框图如图2所示。
二、调频电路
将电容传感器接入高频振动器的LC谐振回路中，作为回路的一部分。当被丈量改动使传感器电容改动时，振动器的振动频率随之改动，即振动器频率受传感器电容所调制。其电路组成原理框图如图3所示。
调频振动器的频率 ：
特色：
？ 转化电路生成频率信号，可远间隔传输不受搅扰。
？ 具有较高的活络度，能够丈量高至0.01μm级位移改动量。
？ 但非线性较差，可通过鉴频器（频压转化）转化为电压信号后，进行补偿。
三、运算扩大器式电路
将电容传感器接入开环扩大倍数为A的运算扩大电路中，作为电路的反应组件，如图4所示。图中U是沟通电源电压，C是固定电容，Cx是传感器%&&&&&%，Uo是输出信号电压。
由抱负扩大器的作业原理得：
