3、变介电常数型电容传感器 变介电常数型电容式传感器大多用来测量电介质的 厚度、液位，还可根据极间介质的介电常数随温度、湿 度改变而改变来测量介质材料的温度、湿度等。 ■若忽略边缘效应，单组式平板形厚度传感器如下图， 传感器的电容量与被厚度的关系为 8888888网 ab 厚度传感器 (d-d)/8o+d./s
3、变介电常数型电容传感器 变介电常数型电容式传感器大多用来测量电介质的 厚度 、液位，还可根据极间介质的介电常数随温度、湿 度改变而改变来测量介质材料的温度 、湿度等。 若忽略边缘效应，单组式平板形厚度传感器如下图， 传感器的电容量与被厚度的关系为 dx 厚度传感器 C1 C 2 C 3 C 0 ( )/ / x x ab C dd d ε ε = − +
■若忽略边缘效应，单组式平板形线位移传感器如下 图，传感器的电容量与被位移的关系为 平 C w b1, b(a-lx)》 (d-d)/&o+d/g' dlo a、b、Ix:固定极板长度和宽度及被测物进入两极板间的长度； d:两固定极板间的距离； dx、e、￡。：被测物的厚度和它的介电常数、空气的介电常数
若忽略边缘效应，单组式平板形线位移传感器如下 图，传感器的电容量与被位移的关系为 C1 C2 C3 C C4 0 0 ( ) ( )/ / / x x x x bl b a l C dd d d ε ε ε − = + − + a、b、lx:固定极板长度和宽度及被测物进入两极板间的长度 ； d:两固定极板间的距离； dx、ε、ε0:被测物的厚度和它的介电常数、空气的介电常数 。 平板形 l lx
■若忽略边缘效应，圆简式液位传感器如下图，传感 器的电容量与被液位的关系为 液位传感器 2π6h 2元(8-8)h=A+Kh In(/) In(/) 2πeh 2π(8-80》 ln(/) In(/) 可见，传感器电容量C与被测液位高度h成线性关系
若忽略边缘效应，圆筒式液位传感器如下图，传感 器的电容量与被液位的关系为 液位传感器 h C1 C C2 x x A Kh r r h r r h C = + − = + ln( / ) 2 ( ) ln( / ) 2 2 1 0 2 1 πε 0 π ε ε 可见，传感器电容量C与被测液位高度hx成线性关系。 2r1 2r2 hx ln( / ) 2 2 1 0 r r h A πε = ln( / ) 2 ( ) 2 1 0 r r K π ε −ε =
三、特点 1.温度稳定性好 传感器的电容值一般与电极材料无关，仅取决于电极的 几何尺寸，且空气等介质损耗很小，因此只要从强度、 温度系数等机械特性考虑，合理选择材料和几何尺寸即 可，其他因素（因本身发热极小）影响甚微。而电阻式传 感器有电阻，供电后产生热量；电感式传感器存在铜损、 涡流损耗等，引起本身发热产生零漂。 2.结构简单，适应性强 电容式传感器结构简单，易于制造。能在高低温、 强辐射及强磁场等各种恶劣的环境条件下工作，适应能 力强，尤其可以承受很大的温度变化，在高压力、高冲 击、过载等情况下都能正常工作，能测超高压和低压 差，也能对带磁工件进行测量。此外传感器可以做得体 积很小，以便实现某些特殊要求的测量
三、特点 1．温度稳定性好 传感器的电容值一般与电极材料无关，仅取决于电极的 几何尺寸，且空气等介质损耗很小，因此只要从强度、 温度系数等机械特性考虑，合理选择材料和几何尺寸即 可，其他因素 (因本身发热极小) 影响甚微。而电阻式传 感器有电阻，供电后产生热量；电感式传感器存在铜损、 涡流损耗等，引起本身发热产生零漂。 2．结构简单，适应性强 电容式传感器结构简单，易于制造。能在高低温、 强辐射及强磁场等各种恶劣的环境条件下工作，适应能 力强，尤其可以承受很大的温度变化，在高压力、高冲 击、过载等情况下都能正常工作，能测超高压和低压 差，也能对带磁工件进行测量。此外传感器可以做得体 积很小，以便实现某些特殊要求的测量
3.动态响应好 电容式传感器由于极板间的静电引力很小，（约几 个105N),需要的作用能量极小，又由于它的可动部分 可以做得很小很薄，即质量很轻，因此其固有频率很 高，动态响应时间短，能在几MHz的频率下工作，特别 适合动态测量。又由于其介质损耗小可以用较高频率供 电，因此系统工作频率高。它可用于测量高速变化的参 数，如测量振动、瞬时压力等。 4.可以实现非接触测量、具有平均效应 当被测件不能允许采用接触测量的情况下，电容传感器可 以完成测量任务。当采用非接触测量时，电容式传感器具 有平均效应，可以减小工件表面粗糙度等对测量的影响。 电容式传感器除上述优点之外，还因带电极板间的 静电引力极小，因此所需输入能量极小，所以特别适宜 低能量输入的测量，例如测量极低的压力、力和很小的 加速度、位移等，可以做得很灵敏，分辨力非常高，能 感受0.001m甚至更小的位移
3．动态响应好 电容式传感器由于极板间的静电引力很小，（约几 个10-5 N），需要的作用能量极小，又由于它的可动部分 可以做得很小很薄，即质量很轻，因此其固有频率很 高，动态响应时间短，能在几MHz的频率下工作，特别 适合动态测量。又由于其介质损耗小可以用较高频率供 电，因此系统工作频率高。它可用于测量高速变化的参 数，如测量振动、瞬时压力等。 4．可以实现非接触测量、具有平均效应 当被测件不能允许采用接触测量的情况下,电容传感器可 以完成测量任务。当采用非接触测量时,电容式传感器具 有平均效应,可以减小工件表面粗糙度等对测量的影响。 电容式传感器除上述优点之外，还因带电极板间的 静电引力极小，因此所需输入能量极小，所以特别适宜 低能量输入的测量，例如测量极低的压力、力和很小的 加速度、位移等，可以做得很灵敏，分辨力非常高，能 感受0.001m甚至更小的位移