电容式压力传感器原理 《电容式传感器的工作原理及其在压力测量中的应用》.doc

电容式压力传感器原理 《电容式传感器的工作原理及其在压力测量中的应用》 检测与转换技术 题 目院 系班 级学生姓名日 期大 作 业 电容式传感器的工作原理及其在压力测量中的应用 摘要： 电容式传感器以各种类型的电容器作为传感器元件，通过传感器元件将被测物理量的变化转换为电容量的变化，在经过测量电路转化为电压、电流或频率。… 第２１卷第２期忻州师范学院学报 Ｖｄ．２１Ｎｏ．２ ２００５年４月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＸＩＮＺ】呻ＣｌＩＴＴＥＡＣＨＥＲＳＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ａｐｒ．２００５ 电容式传感器的应用和发展 张白莉 （忻州师范学院，山西忻州０３４０００） 摘要：传感器是… HEFEI UNIVERSITY 电容式传感器的应用与发展 系 别 电子信息与电气工程系 专业 班级 11级自动化（1）班 姓 名 学 号 指导 老师 完成 时间 目 录 1.概述 .................................… 检测与转换技术 题 目院 系班 级学生姓名日 期大 作 业 电容式传感器的工作原理及其在压力测量中的应用 摘要： 电容式传感器以各种类型的电容器作为传感器元件，通过传感器元件将被测物理量的变化转换为电容量的变化，在经过测量电路转化为电压、电流或频率。电容式传感器广泛的应用于位移、振动、角度、加速度等机械量的测量，还应用于压力、差压、液位、料位等热加工量的测量。本文主要介绍电容式传感器的工作原理及其在压力测量中的应用。 关键词： 电容式传感器 工作原理 压力测量 应用发展 Summary: In all types of capacitive sensors as the sensor capacitor element, the sensor element by changes in the measured physical quantity as a change in capacitance is converted, after measuring circuit into a voltage, current or frequency. Capacitive sensors are widely used in displacement, vibration, angle, acceleration and other mechanical measurement of the amount, also applies pressure, differential pressure, level, level and other thermal processing of the measurement. This paper describes the working principle of the capacitive sensor and its application in pressure measurement. Keywords: capacitive pressure sensor measurement applications development works 1.引言 电容式传感器是把被测量转换为电容量变化的一种参量型传感器。电容式传感器广泛应用于压力、液位、位移等各种检测中，由于形式多种多样，传感器电容值相差很大。电容式传感器可分为变面积变化式、变间隙式、变介电常数式三类。变面积变化式一般用于测量角位移或较大的线位移。变间隙式一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。变介电常数式常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。这种传感器具有高阻抗、小功率、动态范围大、动态响应较快、几乎没有零漂、结构简单和适应性强等优点。70年代末以来,随着集成电路技术的发展,出现了与微型测量仪表封装在一起的电容式传感器。这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小，使其固有的缺点得到克服。电容式传感器是一种用途极广，很有发展潜力的传感器。 电容式传感器的基本工作原理 以储存电荷为目的制成的元件称为电容器。由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器, 如果不考虑边缘效应, 其电容量为 c? ?A d ? ?0?rA d 图1：平行板电容器 ε为电容极板间介质的介电常数, ε0 =8.83×10F／m,其中ε0为真空介电常数, εr为极板间介质相对介电常数; A为两平行板所覆盖的面积; d为两平行板之间的距离。 当被测参数变化使得上式中的A，d或ε发生变化时, 电容量C也随之变化。如果保持其中两个参数不变, 而仅改变其中一个参数, 就可把该参数的变化转换为电容量的变化,