什么是变面积/变介质型电容传感器?电容式传感器有何缺点?

本文中，小编将对变面积型电容传感器、变介质型电容传感器以及电容式传感器的缺点予以介绍，如果你想对电容式传感器的详细情况有所认识，或者想要增进对电容式传感器的了解程度，不妨请看以下内容哦。

一、两种类型电容式传感器

电容式传感器大致可有三类：变极距型电容传感器、变面积型电容传感器和变介质型电容传感器。此处，小编将对后面的二者予以介绍。

(一)变面积型电容传感器

以平行板电容器作为可变面积电容传感器的示例，当上电极板移动时，两个电极板之间的相对覆盖面积改变，这引起电容的改变。这样的传感器可以用于位移测量。

当移动板线性移动时，相应的电容会发生变化，其中K为灵敏度，其输出与输入呈线性关系，并且灵敏度是恒定的。但是，平行板结构对极距的变化特别敏感，会影响测量精度，而圆柱结构受极板的径向变化影响较小，已成为最常用的结构。

(二)变介质型电容传感器

变介质型电容传感器在电容器的两个极板之间插入不同的介质，以使电容发生变化。 通过这种原理制成的传感器通常用于测量液位和物料的厚度。

同轴圆柱电容器的初始电容为。 测量时，电容器的介质的一部分是被测液位的液体，而另一部分是空气。令C1是液体高度为hx时形成的电容，C2为空气高度h-hx形成的电容。由于可以等效地将C1和C2视为并联的两个电容器，因此可以获得总电容。

从理论上讲，电容与液位高度成线性关系。 只要测量电容的大小，就可以获得液位的高度。

测量介质介电常数变化的另一种电容传感器类似于平行板电容器。当厚度未知但相对介电常数已知的介质通过平板间隙时，可以通过改变电容来获得介质厚度。

二、电容式传感器缺点

在了解了上面介绍的两种类型的电容式传感器后，我们来看看电容式传感器在应用时需要注意它的哪些缺点。

(1)高输出阻抗，较差的负载能力

电容传感器的容量通常受几何尺寸的影响，限制在只有几pF至几百pF，这使得传感器的输出阻抗非常高，尤其是在音频范围内使用交流电源时。因此，传感器的负载能力非常差，很容易受到外部干扰的影响并产生不稳定。在严重的情况下，它甚至无法工作。故此，必须采取屏蔽措施，这给设计和使用带来极大的不便。大阻抗还要求传感器绝缘部分的电阻极高，否则绝缘部分将用作旁路电阻并影响仪器的性能。因此，应特别注意周围环境，例如温度和清洁度。不使用高频电源会降低传感器的输出阻抗，但是高频放大和传输比低频复杂得多，并且寄生电容影响很大，而且不容易确保工作的稳定性。

(2)电容由于结构和尺寸的限制，类型传感器的电容很小，引线电容将传感器和电子电路连接起来，传感器的内板及其周围导体形成的“寄生电容”相对较大，这不仅降低了传感器的灵敏度，而且这些电容(电缆电容)也经常变化随机，这将使仪器工作非常不稳定。影响测量精度，因此对电缆的选择、安装和连接有要求。随着材料、技术、电子技术特别是集成技术的发展，电容传感器的优势不断发展，同时缺点也在不断被克服。电容式传感器正逐渐成为具有高灵敏度和高精度的传感器，并有可能在动态、低压和某些特殊测量领域中得到发展。

通过上面的内容，希望大家对变面积型电容传感器、变介质型电容传感器以及电容式传感器的缺点有多认识。最后，小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读，对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。最后的最后，祝大家有个精彩的一天。