《传感器与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第4章 电容式传感器

4.1.4变介电常数型电容式传感器 ●补充几个公式： 平行板： C= aS d 圆柱： 2πL C In R2 R 球形：C= 4πRR2 R2-R1

4.1.4 变介电常数型电容式传感器 ⚫ 补充几个公式： 2 1 1 2 1 2 4 ln 2 R R R R C R R L C d S C − = = =      球形： 圆柱： 平行板：

电容式液位测量深度原理图 D 初始电容 2nEH d 0 D d 电容与液位的关系为： 2πeh 2πH-h) 2πH C= 2h(G-8》 D D D D n d d d d Co+ 2zh(E)=A+Bh 电容式液位传感器 D h d 返 上一页 下一页

d D h d D H d D H h d D h C ln 2 ( ) ln 2 ln 2 ( ) ln 2 1 1         − = + − = + d D H C ln 2 0  初始电容 = 电容式液位传感器 电容与液位的关系为： 返 回 上一页 下一页 A Bh d D h C = + − = + ln 2 ( ) 1 0    电容式液位测量深度原理图

do C=C,+C=6,b,8L。-0+8L d, 若=1，当L=0时，传感器的初始电容 EoLobo SoLobo C0= do do 当被测电介质ε2进入极板间L深度后，引起电容相对变化量为 △CC-C。_(2-1)L C。 电容变化量与电介质移动量L呈线性关系 返回 上一页 一页

0 1 0 2 1 2 0 0 ( ) d L L L C C C b r r    − + = + = 若εr1=1，当L=0时，传感器的初始电容 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 d L b d L b C r    = = 当被测电介质εr2 进入极板间L深度后，引起电容相对变化量为 0 2 0 0 0 ( 1) L L C C C C C r − = − =   电容变化量与电介质移动量 L 呈线性关系 返 回 上一页 下一页 d0 b0 L0

4.2 电容式传感器主要性能 4.2.1静态灵敏度 被测量缓慢变化时传感器电容变化量与 引起其变化的被测量变化之比。 4.2.2非线性 返回 上一页 下一页

4.2 电容式传感器主要性能 4.2.1 静态灵敏度 被测量缓慢变化时传感器电容变化量与 引起其变化的被测量变化之比。 4.2.2 非线性 返 回 上一页 下一页

4.2.1静态灵敏度 (1)变极距型，其静态灵敏度为 △C-C △d d1-△d/d △d/d<1 将上式展开成泰勒级数得 差动结构也可提高灵敏度 但d过小易导致电容器击穿（空气的击穿电压为3kvmm) 在极间加一层云母片（击穿电压>10kvmm)或塑料膜来 改善电容器耐压性能。 返回 上一 下一页

4.2.1 静态灵敏度 ) 1 / 1 ( 0 d d d C d C kg −  =   = d / d 1 将上式展开成泰勒级数得          +        +        +       +  = + 2 3 4 0 1 d d d d d d d d d C kg d k g 但d 过小易导致电容器击穿(空气的击穿电压为3kv/mm) 在极间加一层云母片(击穿电压>103kv/mm)或塑料膜来 改善电容器耐压性能 。 差动结构也可提高灵敏度 返 回 上一页 下一页 （1）变极距型，其静态灵敏度为