現(xiàn)以平板電容器來說明電容式傳感器的工作原理。電容是由兩個金屬電極和中間一層電介質(zhì)構(gòu)成的,如圖8-1所示。當在兩個極板間加上電壓時,電極上就會儲存電荷,所以電容器實際上是一個儲存電場能的元件。如果不考慮邊緣效應(yīng)，其電容量為

當被測參數(shù)變化使得式(8-1)中A、d或ε發(fā)生變化時,電容量C也隨之變化。如果保持其中兩個參數(shù)不變,僅改變其中一個參數(shù),就可把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化,通過測量電路就可轉(zhuǎn)換為電量輸出。因此,電容式傳感器可分為變極距型、變面積型和變介質(zhì)型三種類型。它們的電極形狀有平板形、圓柱形和球面形(很少采用)。

在實際應(yīng)用中,電容式傳感器通常以改變平行板間的距離來進行測量,因為這樣獲得的測量靈敏度高于改變其他參數(shù)的電容傳感器的靈敏度。改變平行板間距離的傳感器一般用來測量微小的線位移(0.01微米至零點幾毫米),而改變面積的傳感器一般用于測量角位移或者較大的線位移,變介電常數(shù)用于固體或者液體的物位測量以及各種介質(zhì)的濕度、密度的測量中。