不足： 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何尺寸等限制，一 般为几十到几百F,使传感器的输出阻抗很高，尤其当 采用音频范围内的交流电源时，输出阻抗高达106~ 1082。因此传感器负载能力差，易受外界干扰影响而 产生不稳定现象，严重时甚至无法工作，必须采取屏蔽 措施，从而给设计和使用带来不便。容抗大还要求传感 器绝缘部分的电阻值极高（几十M2以上），否则绝缘 部分将作为旁路电阻而影响传感器的性能（如灵敏度降 低)，为此还要特别注意周围环境如温湿度、清洁度等 对绝缘性能的影响。高频供电虽然可降低传感器输出阻 抗，但放大、传输远比低频时复杂，且寄生电容影响加 大，难以保证工作稳定
不足： 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何尺寸等限制，一 般为几十到几百pF，使传感器的输出阻抗很高，尤其当 采用音频范围内的交流电源时，输出阻抗高达106～ 108Ω。因此传感器负载能力差，易受外界干扰影响而 产生不稳定现象，严重时甚至无法工作，必须采取屏蔽 措施，从而给设计和使用带来不便。容抗大还要求传感 器绝缘部分的电阻值极高（几十MΩ以上），否则绝缘 部分将作为旁路电阻而影响传感器的性能（如灵敏度降 低），为此还要特别注意周围环境如温湿度、清洁度等 对绝缘性能的影响。高频供电虽然可降低传感器输出阻 抗，但放大、传输远比低频时复杂，且寄生电容影响加 大，难以保证工作稳定
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1~2导线可达 800F)、测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降低了传感器的灵敏度；② 这些电容（如电缆电容）常常是随机变化的，将使传感器工作不稳 定，影响测量精度，其变化量甚至超过被测量引起的电容变化 量，致使传感器无法工作。因此对电缆选择、安装、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是非线性的，虽可采用差动结 构来改善，但不可能完全消除。其他类型的电容传感器只有忽略 了电场的边缘效应时，输出特性才呈线性。否则边缘效应所产生 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。 随着材料、工艺、电子技术，特别是集成电路的高速发展， 使电容式传感器的优点得到发扬而缺点不断得到克服。电容传感 器正逐渐成为一种高灵敏度、高精度，在动态、低压及一些特殊 测量方面大有发展前途的传感器
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)、测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降低了传感器的灵敏度；② 这些电容 (如电缆电容 )常常是随机变化的，将使传感器工作不稳 定，影响测量精度，其变化量甚至超过被测量引起的电容变化 量，致使传感器无法工作。因此对电缆选择、安装、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是非线性的，虽可采用差动结 构来改善，但不可能完全消除。其他类型的电容传感器只有忽略 了电场的边缘效应时，输出特性才呈线性。否则边缘效应所产生 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。 随着材料、工艺、电子技术，特别是集成电路的高速发展， 使电容式传感器的优点得到发扬而缺点不断得到克服。电容传感 器正逐渐成为一种高灵敏度、高精度，在动态、低压及一些特殊 测量方面大有发展前途的传感器
*第二节电容式传感器的测量电路 一、 等效电路 L包括引线电缆电感和电容式传感器本身的电感： 由引线电阻、极板电阻和金属支架电阻组成； C为传感器本身的电容； C为引线电缆、所接测量电路及极板与外界所形成的总 寄生电容； R是极间等效漏电阻，它包括极板间的漏电损耗和介质 损耗、极板与外界间的漏电损耗介质损耗，其值在制造 工艺上和材料选取上应保证足够大。 R 供电电源频率为谐振频率的1/3-112
一、 等效电路 L包括引线电缆电感和电容式传感器本身的电感： r由引线电阻、极板电阻和金属支架电阻组成； C0为传感器本身的电容； Cp为引线电缆、所接测量电路及极板与外界所形成的总 寄生电容； Rg是极间等效漏电阻，它包括极板间的漏电损耗和介质 损耗、极板与外界间的漏电损耗介质损耗，其值在制造 工艺上和材料选取上应保证足够大。 C0 Cp Rg L r Ce Re L re Ce 供电电源频率为谐振频率的1/3~1/2 * 第二节 电容式传感器的测量电路
二、测量电路 1、电桥电路 将电容式传感器接入交流电桥的一个臂（另一个臂为固定电容）或 两个相邻臂，另两个臂可以是电阻或电容或电感，也可是变压器 的两个二次线圈。其中另两个臂是紧耦合电感臂的电桥具有较高 的灵敏度和稳定性，且寄生电容影响极小、大大简化了电桥的屏 蔽和接地，适合于高频电源下工作。而变压器式电桥使用元件最 少，桥路内阻最小，因此目前较多采用。 特点：①高频交流正弦波供电； ②电桥输出调幅波，要求其电源电压波动极小，需采用 稳幅、稳频等措施； ③通常处于不平衡工作状态，所以传感器必须工作在平 衡位置附近，否则电桥非线性增大，且在要求精度高的场合应采 用自动平衡电桥； ④输出阻抗很高（几M2至几十M2),输出电压低，必须 后接高输入阻抗、高放大倍数的处理电路
将电容式传感器接入交流电桥的一个臂 (另一个臂为固定电容 ) 或 两个相邻臂，另两个臂可以是电阻 或电容 或电感，也可是变压器 的两个二次线圈。其中另两个臂是紧耦合电感臂的电桥具有较高 的灵敏度和稳定性，且寄生电容影响极小、大大简化了电桥的屏 蔽和接地，适合于高频电源下工作。而变压器式电桥使用元件最 少，桥路内阻最小，因此目前较多采用。 二、测量电路 1、电桥电路 特点：①高频交流正弦波供电； ②电桥输出调幅波，要求其电源电压波动极小，需采用 稳幅、稳频等措施； ③通常处于不平衡工作状态，所以传感器必须工作在平 衡位置附近，否则电桥非线性增大，且在要求精度高的场合应采 用自动平衡电桥； ④输出阻抗很高(几MΩ至几十MΩ)，输出电压低，必须 后接高输入阻抗、高放大倍数的处理电路
将电容式传感器接入交流电桥的一个臂（另一个臂为固定电容）或两个 相邻臂，另两个臂可以是电阻或电容或电感，也可是变压器的两个 二次线圈。 (a) (a)为单臂接法的交流电桥测量电路，其中电容C1,C2,C3,Cx构成电容桥的 四臂，Cx为电容传感器。 高频电源经变压器接到电容桥的一个对角线上，从桥路的另一个对角线取输出电 压。当电容式传感器输入的被测量x=0,输出Cx=C0时， 交流电衡，有：cx=c1c3/C2 而当x≠0时，传感器输出为Cx=C0+△C,交流电桥失去平衡，U0≠0，则可按电桥 输出电压的大小来标定被测量x。此种电路常用于料位自动测量仪中
将电容式传感器接入交流电桥的一个臂 (另一个臂为固定电容 )或两个 相邻臂，另两个臂可以是电阻 或电容 或电感，也可是变压器的两个 二次线圈 。 U Cr 1 C （ a ） R R U0 （ c ） U Cr 1 Cr 2 U0 L L Cr 1 （ b ） C U0 U C Cr 2 （ a）为单臂接法的交流电桥测量电路， 其中电容 C 1，C 2，C 3，Cx构成电容桥的 四臂， Cx为电容传感器。 高频电源 经变压器接到电容桥的一个对角线上，从桥路的另一个对角线取输出电 压 。 当电容式传感器输入的被测量 x=0，输出 Cx= C 0时， 交流电衡，有:cx=c1c3/C2 而当 x ≠ 0时，传感器输出为 Cx= C0+ △ C，交流电桥失去平衡， Uo ≠ 0，则可按电桥 输出电压的大小来标定被测量 x。此种电路常用于料位自动测量仪中