電容式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種裝置，它本身就是一種可變電容器。由于這種傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，動態(tài)響應(yīng)好，靈敏度高，分辨率高，能實(shí)現(xiàn)非接觸測量等特點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于位移、加速度、振動、壓力、壓差、液位、等分含量等檢測領(lǐng)域。 

    這里主要介紹電容式傳感器的原理、結(jié)構(gòu)類型、測量電路及其工程應(yīng)用。當(dāng)被測量的變化使S、d 或ε 任意一個參數(shù)發(fā)生變化時，電容量也隨之而變，從而完成 了由被測量到電容量的轉(zhuǎn)換。 

  中的三個參數(shù)中兩個固定，一個可變，使得電容式傳感器有三種基本類型： 變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感器和變介電常數(shù)型電容傳感器。電容式傳感器的測量電路就是將電容式傳感器看成一個電容并轉(zhuǎn)換成電壓或其他電量

的電路。因此，常用的測量電路主要有橋式電路、調(diào)頻電路、脈沖寬度  制電路、運(yùn)算放大器電路、二極管雙 T 形交流電橋和環(huán)行二極管充放電法等。 調(diào)頻電路實(shí)際是把電容式傳感器作為振蕩器諧振回路的一部分,當(dāng)輸入量導(dǎo)致電容量發(fā)生變化時，振蕩器的振蕩頻率就發(fā)生變化。雖然可將頻率作為測量系統(tǒng)的輸出量，用以判斷被測非電量的大小，但此時系統(tǒng)是非線性的，不易校正，因此必須加入鑒頻器，將頻率的變化轉(zhuǎn)換為電壓振幅的變化，經(jīng)過放大就可以用儀器指示或記錄儀記錄下來。

    調(diào)頻電容傳感器測量電路具有較高的靈敏度，可以測量高至 0.01 μm 級位移變化量。信號的輸出頻率易于用數(shù)字儀器測量，并與計算機(jī)通信，抗干擾能力強(qiáng)，可以發(fā)送、接收以達(dá)到遙測遙控的目的。 

  因此，在實(shí)際應(yīng)用中，常采用差動式結(jié)構(gòu)，既使靈敏度提高 1 倍，又使非線性誤差大大降低，抗干擾能力增強(qiáng)。

   電容式傳感器具有如下特點(diǎn)。 

    (1) 結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng) 

    電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，精度高；可以做得很小，以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測量，電容式傳感器一般用金屬作電極，以無機(jī)材料作絕緣支承，因此可工作在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場等惡劣的環(huán)境中，能承受很大的溫度變化，承受高壓力、高沖擊、過載等；能測超高壓和低壓差。 

    (2) 動態(tài)響應(yīng)好 

    電容式傳感器由于極板間的靜電引力很小，需要的作用能量極小，可動部分可以做得小而薄，質(zhì)量輕，因此固有頻率高，動態(tài)響應(yīng)時間短，能在幾兆赫的頻率下工作，特適