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電容傳感器的原理及應用

       用電測法測量非電學量時，首先必須將被測的非電學量轉換為電學量而后輸入之。通常把非電學量變換成電學量的元件稱為變換器；根據不同非電學量的特點設計成的有關轉換裝置稱為傳感器，而被測的力學量(如位移、力、速度等)轉換成電容變化的傳感器稱為電容傳感器。
       從能量轉換的角度而言，電容變換器為無源變換器，需要將所測的力學量轉換成電壓或電流后進行放大和處理。力學量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉伸、壓縮、膨脹、變形等無不與長度有著密切聯系的量;這些量又都是通過長度或者長度比值進行測量的量，而其測量方法的相互關系也很密切。另外，在有些條件下，這些力學量變化相當緩慢，而且變化范圍極小，如果要求測量極小距離或位移時要有較高的分辨率，其他傳感器很難做到實現高分辨率要求，在精密測量中所普遍使用的差動變壓器傳感器的分辨率僅達到1～5 μm數量級;而有一種電容測微儀，他的分辨率為0.01 μm，比前者提高了兩個數量級，*大量程為100±5 μm，因此他在精密小位移測量中受到青睞。
       對于上述這些力學量，尤其是緩慢變化或微小量的測量，一般來說采用電容式傳感器進行檢測比較適宜，主要是這類傳感器具有以下突出優點：
(1)測量范圍大其相對變化率可超過100%;
(2)靈敏度高如用比率變壓器電橋測量，相對變化量可達10-7數量級;
(3)動態響應快因其可動質量小，固有頻率高，高頻特性既適宜動態測量，也可靜態測量;
(4)穩定性好由于電容器極板多為金屬材料，極板間襯物多為無機材料，如空氣、玻璃、陶瓷、石英等;因此可以在高溫、低溫強磁場、強幅射下長期工作，尤其是解決高溫高壓環境下的檢測難題。

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