電容式接近開關(guān)

1、技能訓(xùn)練目標(biāo)要求技能訓(xùn)練目標(biāo)要求: : 1 1、掌握電容傳感器的結(jié)構(gòu)原理；、掌握電容傳感器的結(jié)構(gòu)原理； 2 2、學(xué)會(huì)電容接近開關(guān)的設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用電路；、學(xué)會(huì)電容接近開關(guān)的設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用電路； 3 3、進(jìn)一步掌握錫焊技巧和電路調(diào)試方法；、進(jìn)一步掌握錫焊技巧和電路調(diào)試方法； 4 4、了解電容式傳感器的應(yīng)用情況；、了解電容式傳感器的應(yīng)用情況； 5 5、鍛煉同學(xué)們的敬業(yè)精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。、鍛煉同學(xué)們的敬業(yè)精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。 廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院-傳感器應(yīng)用技術(shù)傳感器應(yīng)用技術(shù) 0r AA C dd 電容傳感器的理想公式為電容傳感器的理想公式為 d 極板間距離；極板間距離； A 極板面積；

2、極板面積； 電容極板間介質(zhì)的介電常數(shù)。電容極板間介質(zhì)的介電常數(shù)。 改變改變d、A、 三個(gè)參量中的任意一個(gè)量，均可使三個(gè)參量中的任意一個(gè)量，均可使 平板電容的電容量平板電容的電容量C 改變。改變。 固定三個(gè)參量中的兩個(gè)，可以做成三種類型的電固定三個(gè)參量中的兩個(gè)，可以做成三種類型的電 容傳感器。容傳感器。 聲傳感器應(yīng)用模型聲傳感器應(yīng)用模型 1變極距式電容傳感器變極距式電容傳感器 xd A C d A C x 0 0 0 變極距式電容傳感器原理動(dòng)畫演示變極距式電容傳感器原理動(dòng)畫演示 結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 1定極板定極板 2動(dòng)極板動(dòng)極板 電容量與極板距離的關(guān)系電容量與極板距離的關(guān)系 dsC d 2 0

3、 1 2 0 1 d s d c k 則靈敏度系數(shù)則靈敏度系數(shù) C C1 C2 Od1d2 C C1 C2 O d1d2 d k不是常數(shù)不是常數(shù),且與且與d 成反比。極距越小靈敏度越高，成反比。極距越小靈敏度越高， 但非線性誤差會(huì)越大。實(shí)際應(yīng)用中為提高靈敏度和擴(kuò)但非線性誤差會(huì)越大。實(shí)際應(yīng)用中為提高靈敏度和擴(kuò) 大線性范圍，多采用差動(dòng)式電容傳感器。大線性范圍，多采用差動(dòng)式電容傳感器。 2 0 問題：問題：d是越小好還是大好呢？是越小好還是大好呢？ 差動(dòng)結(jié)構(gòu)差動(dòng)結(jié)構(gòu) .)()(1 11 1 3 0 2 00 0 0 0 0 00 1 d d d d d d C d d c d d d s dd s

4、C .)()(1 11 1 3 0 2 00 0 0 0 0 00 2 d d d d d d C d d c d d d s dd s C .)()(1 2 4 0 2 00 021 d d d d d d CCCC 忽略高次項(xiàng)得忽略高次項(xiàng)得 0 0 2 d d CC 則靈敏度系數(shù)則靈敏度系數(shù) 2 00 0 2 2 d s d C d C k 結(jié)論：結(jié)論： 差動(dòng)結(jié)構(gòu)可使傳感器靈敏度提高一倍。差動(dòng)結(jié)構(gòu)可使傳感器靈敏度提高一倍。 減小了非線性誤差。減小了非線性誤差。 能夠更好地克服溫度等外界共模信號(hào)干擾。能夠更好地克服溫度等外界共模信號(hào)干擾。 2變面積式電容式傳感器變面積式電容式傳感器 動(dòng)極板有

5、角位移時(shí)，與定極板的有效面積變化，動(dòng)極板有角位移時(shí)，與定極板的有效面積變化， 變面積式電容傳感器的輸出特性是線性的，靈敏度變面積式電容傳感器的輸出特性是線性的，靈敏度 是常數(shù)。這一類傳感器多用于檢測(cè)直線位移、角位是常數(shù)。這一類傳感器多用于檢測(cè)直線位移、角位 移、尺寸等參量。移、尺寸等參量。 x a) )/1( )/1( 0 0 pq pq C d S C d S C x 3變介電常數(shù)電容式傳感器變介電常數(shù)電容式傳感器 變介電常數(shù)電容式傳感器原理動(dòng)畫演示變介電常數(shù)電容式傳感器原理動(dòng)畫演示 常用材料的介電常數(shù)常用材料的介電常數(shù) 經(jīng)推導(dǎo)可知變介電常數(shù)式電容傳感器其電容經(jīng)推導(dǎo)可知變介電常數(shù)式電容傳感器

6、其電容 與位移或液體高度成線性關(guān)系，可由以下表達(dá)式與位移或液體高度成線性關(guān)系，可由以下表達(dá)式 表示：表示： BxAC x 其中其中A、B均為與結(jié)構(gòu)和介質(zhì)有關(guān)的常數(shù)均為與結(jié)構(gòu)和介質(zhì)有關(guān)的常數(shù) 三種電容式傳感器比較表三種電容式傳感器比較表 類型類型變間隙變間隙變間隙變間隙變間隙變間隙變面積變面積變面積變面積變面積變面積變介電常數(shù)變介電常數(shù)變介電常數(shù)變介電常數(shù)變介電常數(shù)變介電常數(shù) 應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)用場(chǎng)合線位移線位移 角位移或較角位移或較 大線位移大線位移 物位、濕度、物位、濕度、 密度密度 是否線性是否線性 非線性關(guān)非線性關(guān) 系。靈敏系。靈敏 度也不是度也不是 常數(shù)。常數(shù)。 線性關(guān)系線性關(guān)系 線性關(guān)系線性

7、關(guān)系 電容式傳感器電容式傳感器測(cè)量電路測(cè)量電路電壓或頻率信號(hào)電壓或頻率信號(hào) 二、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路二、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 1.1.運(yùn)算放大器電路運(yùn)算放大器電路 2 2 U UU x Co CCC CCC x x 02 01 2 12 2 x xx C CC UU Z ZZ 12 12 2 xx xx CCU CC 2 12 1 11 2 x xx UU j C j Cj C 缺點(diǎn)：由于電路輸出為交流電，應(yīng)進(jìn)行相敏檢波缺點(diǎn)：由于電路輸出為交流電，應(yīng)進(jìn)行相敏檢波 后，才能辨別位移方向。后，才能辨別位移方向。 對(duì)于變間隙式差分電容傳感器經(jīng)分析推導(dǎo)可得：對(duì)于變間隙式差分電容傳感器經(jīng)分析推導(dǎo)可得： ），（其中 dd

8、 A C dd A C xx 0 2 0 1 0 2 o Ud U d 優(yōu)點(diǎn)：把變間隙式電容傳感器的位移與電容的非線優(yōu)點(diǎn)：把變間隙式電容傳感器的位移與電容的非線 性關(guān)系性關(guān)系 轉(zhuǎn)化為位移與輸出電壓的線性關(guān)系。轉(zhuǎn)化為位移與輸出電壓的線性關(guān)系。 0 2 o UC U C 可得：可得： 3.調(diào)頻電路調(diào)頻電路 電容式傳感器作為振蕩器諧振回路的一部分，當(dāng)輸入量電容式傳感器作為振蕩器諧振回路的一部分，當(dāng)輸入量 使電容量發(fā)生變化后，就使振蕩器的振蕩頻率發(fā)生變化，頻使電容量發(fā)生變化后，就使振蕩器的振蕩頻率發(fā)生變化，頻 率的變化在鑒頻器中變換為振幅的變化，經(jīng)過放大后就可以率的變化在鑒頻器中變換為振幅的變化，經(jīng)過

9、放大后就可以 用儀表指示或用記錄儀器記錄下來。用儀表指示或用記錄儀器記錄下來。 調(diào)頻接收系統(tǒng)可以分為調(diào)頻接收系統(tǒng)可以分為直放式調(diào)頻直放式調(diào)頻和和外差式調(diào)頻外差式調(diào)頻兩種類兩種類 型。外差式調(diào)頻線路比較復(fù)雜，但選擇性高，特性穩(wěn)定，抗型。外差式調(diào)頻線路比較復(fù)雜，但選擇性高，特性穩(wěn)定，抗 干擾性能優(yōu)于直放式調(diào)頻。干擾性能優(yōu)于直放式調(diào)頻。 3. 調(diào)頻電路調(diào)頻電路 0 1 2 x f L Cp 用調(diào)頻系統(tǒng)作為電容傳感器的測(cè)量電路主要具有以下特點(diǎn)：用調(diào)頻系統(tǒng)作為電容傳感器的測(cè)量電路主要具有以下特點(diǎn)： （1）抗外來干擾能力強(qiáng)；）抗外來干擾能力強(qiáng)； （2）特性穩(wěn)定；）特性穩(wěn)定； （3）能取得高電平的直流信號(hào)（

10、伏特?cái)?shù)量級(jí)）；）能取得高電平的直流信號(hào)（伏特?cái)?shù)量級(jí)）； （4）因?yàn)槭穷l率輸出，易于同數(shù)字儀器和計(jì)算機(jī)接口。）因?yàn)槭穷l率輸出，易于同數(shù)字儀器和計(jì)算機(jī)接口。 諧振電路諧振電路 諧振式電路的原理方框圖，電容傳感器的電容諧振式電路的原理方框圖，電容傳感器的電容Cx作為諧振回路（作為諧振回路（L2，C2， Cx）調(diào)諧電容的一部分。諧振回路通過電感耦合，從穩(wěn)定的高頻振蕩器?。┱{(diào)諧電容的一部分。諧振回路通過電感耦合，從穩(wěn)定的高頻振蕩器取 得振蕩電壓。得振蕩電壓。 工作原理工作原理: 當(dāng)電容傳感器的電容當(dāng)電容傳感器的電容Cx發(fā)生變化時(shí)，諧振回路的諧振頻率發(fā)生變化，相發(fā)生變化時(shí)，諧振回路的諧振頻率發(fā)生變化，相

11、對(duì)于高頻振蕩器的頻率來說是失諧的，這樣使得諧振回路兩端的電壓振幅也對(duì)于高頻振蕩器的頻率來說是失諧的，這樣使得諧振回路兩端的電壓振幅也 就發(fā)生了變化，也就是說，該電路具有將電容就發(fā)生了變化，也就是說，該電路具有將電容Cx的變化轉(zhuǎn)換為諧振回路兩的變化轉(zhuǎn)換為諧振回路兩 端電壓振幅變化的作用，即諧振回路兩端將獲得一個(gè)受電容端電壓振幅變化的作用，即諧振回路兩端將獲得一個(gè)受電容Cx變化量調(diào)制變化量調(diào)制 的調(diào)幅波。該調(diào)幅波經(jīng)檢波器檢波后，再經(jīng)過放大器放大即可指示出輸入量的調(diào)幅波。該調(diào)幅波經(jīng)檢波器檢波后，再經(jīng)過放大器放大即可指示出輸入量 的大小。的大小。 為了獲得較好的線性關(guān)系，一般諧振電路的工作點(diǎn)選在諧振曲

12、線的一為了獲得較好的線性關(guān)系，一般諧振電路的工作點(diǎn)選在諧振曲線的一 邊，即最大振幅邊，即最大振幅Um 的的70%附近地方，如圖所示，且工作范圍盡量選附近地方，如圖所示，且工作范圍盡量選 在接近線性的在接近線性的BC段內(nèi)。段內(nèi)。 這種電路的特點(diǎn)是比較靈敏，但缺點(diǎn)是：這種電路的特點(diǎn)是比較靈敏，但缺點(diǎn)是： （1）工作點(diǎn)不容易選好，變化范圍也較窄；）工作點(diǎn)不容易選好，變化范圍也較窄； （2）傳感器與諧振回路要離得比較近，否則電纜的雜散電容對(duì)電路的）傳感器與諧振回路要離得比較近，否則電纜的雜散電容對(duì)電路的 影響較大；影響較大； （3）為了提高測(cè)量精度，振蕩器的頻率要求具有很高的穩(wěn)定性。）為了提高測(cè)量精度

13、，振蕩器的頻率要求具有很高的穩(wěn)定性。 . 電容傳感器的諧振電路電容傳感器的諧振電路 4. 脈沖寬度調(diào)制電路脈沖寬度調(diào)制電路 經(jīng)分析推導(dǎo)得：經(jīng)分析推導(dǎo)得： 12 011 120 CCC UUU CCC 由圖可見由圖可見A，B兩點(diǎn)平均電壓值兩點(diǎn)平均電壓值UAB為零。但是，差動(dòng)電為零。但是，差動(dòng)電 容容C1和和C2值不相等時(shí)，如值不相等時(shí)，如C1C2，則，則C1和和C2充放電時(shí)間充放電時(shí)間 常數(shù)就發(fā)生改變，這時(shí)電路中各點(diǎn)的電壓波形如圖（常數(shù)就發(fā)生改變，這時(shí)電路中各點(diǎn)的電壓波形如圖（b）所）所 示，由圖可見，示，由圖可見，A，B兩點(diǎn)平均電壓值不再為零。當(dāng)矩形電兩點(diǎn)平均電壓值不再為零。當(dāng)矩形電 壓波通過

14、低通濾波器后，可得出直流分量壓波通過低通濾波器后，可得出直流分量: 1 21 21 ABo U TT TT UU T1 C1的充電時(shí)間；的充電時(shí)間； T2 C2的充電時(shí)間；的充電時(shí)間； U1 觸發(fā)器輸出的高電位觸發(fā)器輸出的高電位 由于由于U1的值是已知的，因此，輸出直流電壓的值是已知的，因此，輸出直流電壓UAB隨隨T1和和 T2而變，亦即隨而變，亦即隨UA和和UB的脈沖寬度而變，從而實(shí)現(xiàn)了輸出的脈沖寬度而變，從而實(shí)現(xiàn)了輸出 脈沖電壓的調(diào)寬。當(dāng)然，必須使參考電位脈沖電壓的調(diào)寬。當(dāng)然，必須使參考電位Uf小于小于U1。由電路。由電路 可得出，電容可得出，電容C1和和C2的充電時(shí)間為的充電時(shí)間為: 電

15、阻電阻R1=R2=R， 綜合以上三式綜合以上三式: 1 21 21 ABo U CC CC UU 上式說明，直流輸出電壓正比于電容上式說明，直流輸出電壓正比于電容C1與與C2的差值，其的差值，其 極性可正可負(fù)。極性可正可負(fù)。 f1 1 111 ln UU U CRT f1 1 222 ln UU U CRT 電容電容C1和和C2的充電時(shí)間為的充電時(shí)間為: 說明說明: (1)利用平行板電容公式，在變間隙的情況下可得利用平行板電容公式，在變間隙的情況下可得: 1 12 12 ABo U dd dd UU 式中式中d1，d2 分別為分別為C1，C2電極極板間的距離。電極極板間的距離。 當(dāng)差動(dòng)電容當(dāng)差

16、動(dòng)電容C1=C2=C0時(shí)，即時(shí)，即d1=d2=d0時(shí)，時(shí)，Uo=0。當(dāng)差動(dòng)。當(dāng)差動(dòng) 電容電容C1C2，設(shè)，設(shè)C1C2，即，即d1= d0d，d2= d0d， 則式則式 1 0 o U d d U (2)在變面積的情況下有在變面積的情況下有 式中式中S1，S2分別為分別為C1，C2電極極板面積。電極極板面積。 由此可見，對(duì)于差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路，不論是改變平板電由此可見，對(duì)于差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路，不論是改變平板電 容器的極板面積或是極板距離，其變化量與輸出量都成線性容器的極板面積或是極板距離，其變化量與輸出量都成線性 關(guān)系。關(guān)系。 1 21 21 ABo U SS SS UU 1o U S S U 脈沖

17、調(diào)寬電路具有以下五方面的特點(diǎn)：脈沖調(diào)寬電路具有以下五方面的特點(diǎn)： 消除了非線性；消除了非線性； 不需要相敏檢波即能獲得較大的直流輸出；不需要相敏檢波即能獲得較大的直流輸出； 電路只采用直流電源，不需要頻率發(fā)生器；電路只采用直流電源，不需要頻率發(fā)生器； 頻率對(duì)輸出無影響；頻率對(duì)輸出無影響； 對(duì)輸出矩形波純度要求不高。對(duì)輸出矩形波純度要求不高。 公式與變壓器電橋形式相同，但變壓器電橋輸公式與變壓器電橋形式相同，但變壓器電橋輸 出的是交流電，而脈沖調(diào)寬電路輸出的是直流電。出的是交流電，而脈沖調(diào)寬電路輸出的是直流電。 電容式壓力傳感器結(jié)構(gòu)圖電容式壓力傳感器結(jié)構(gòu)圖 三、電容式傳感器的應(yīng)用三、電容式傳感器

18、的應(yīng)用 駐極體電容傳聲器駐極體電容傳聲器 它采用聚四氟乙烯材料作為振動(dòng)膜片。這種材料經(jīng)特它采用聚四氟乙烯材料作為振動(dòng)膜片。這種材料經(jīng)特 殊電處理后，表面永久地駐有極化電荷，取代了電容傳聲殊電處理后，表面永久地駐有極化電荷，取代了電容傳聲 器極板，故名為駐極體電容傳聲器。特點(diǎn)是體積小、性能器極板，故名為駐極體電容傳聲器。特點(diǎn)是體積小、性能 優(yōu)越、使用方便。優(yōu)越、使用方便。 高壓側(cè)高壓側(cè) 進(jìn)氣口進(jìn)氣口 低壓側(cè)低壓側(cè) 進(jìn)氣口進(jìn)氣口 電子線電子線 路位置路位置 內(nèi)部內(nèi)部 不銹不銹 鋼膜鋼膜 片的片的 位置位置 電容式差壓變送器外形圖電容式差壓變送器外形圖 電容式差壓傳感器原理結(jié)構(gòu)電容式差壓傳感器原理結(jié)

19、構(gòu) 兩玻璃圓盤上各鍍以金作為兩玻璃圓盤上各鍍以金作為 電容式傳感器的兩個(gè)固定極板，電容式傳感器的兩個(gè)固定極板， 而夾在兩凹圓盤中的膜片則為而夾在兩凹圓盤中的膜片則為 傳感器的可動(dòng)電極，則形成傳傳感器的可動(dòng)電極，則形成傳 感器的兩個(gè)差動(dòng)電容感器的兩個(gè)差動(dòng)電容C1、C2。 當(dāng)兩邊壓力當(dāng)兩邊壓力p1、p2相等時(shí)，相等時(shí)， 膜片處在中間位置與左、右固膜片處在中間位置與左、右固 定電容間距相等，因此兩個(gè)電定電容間距相等，因此兩個(gè)電 容相等；當(dāng)容相等；當(dāng)p1p2時(shí)，膜片時(shí)，膜片 彎向彎向p2，那么兩個(gè)差動(dòng)電容一，那么兩個(gè)差動(dòng)電容一 個(gè)增大、一個(gè)減小，且變化量個(gè)增大、一個(gè)減小，且變化量 大小相同；當(dāng)壓差反向

20、時(shí)，差大小相同；當(dāng)壓差反向時(shí)，差 動(dòng)電容變化量也反向。動(dòng)電容變化量也反向。 結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、響應(yīng)速度快結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、響應(yīng)速度快(約約100ms)、能測(cè)、能測(cè) 微小壓差微小壓差(00.75Pa)。它是由兩個(gè)玻璃圓盤和一個(gè)金屬。它是由兩個(gè)玻璃圓盤和一個(gè)金屬 (不銹鋼不銹鋼)膜片組成。膜片組成。 差壓變送器差壓變送器 施加在高壓側(cè)腔體內(nèi)的施加在高壓側(cè)腔體內(nèi)的 壓力與液位成正比：壓力與液位成正比： p = g h 電容傳感器加速度測(cè)量動(dòng)畫演示電容傳感器加速度測(cè)量動(dòng)畫演示 裝有傳感器裝有傳感器 的假人的假人 氣囊氣囊 使用加速度傳感器可以在汽車發(fā)生碰撞使用加速度傳感器可以在汽車發(fā)生碰撞 時(shí)，經(jīng)

21、控制系統(tǒng)使氣囊迅速充氣時(shí)，經(jīng)控制系統(tǒng)使氣囊迅速充氣 。 傳感器安裝位置傳感器安裝位置 電容傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量動(dòng)畫演示電容傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量動(dòng)畫演示 電容料位測(cè)量示意圖電容料位測(cè)量示意圖 1極棒極棒 2容器壁容器壁 AM90系列電容物位儀系列電容物位儀 聚四氟乙烯外套聚四氟乙烯外套 液位計(jì)液位計(jì) 設(shè)定按鈕設(shè)定按鈕 兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的 介電常數(shù)介電常數(shù)1和液面上的介電常數(shù)和液面上的介電常數(shù)2不同，比如：不同，比如：12，則當(dāng)，則當(dāng) 液位升高時(shí)，兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量液位升高時(shí)，兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因而

22、電容量 增大。反之當(dāng)液位下降，增大。反之當(dāng)液位下降，值減小，電容量也減小值減小，電容量也減小 。 電容指紋識(shí)別動(dòng)畫演示電容指紋識(shí)別動(dòng)畫演示 6其它測(cè)量其它測(cè)量 1、溫度對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸的影響、溫度對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸的影響 由于構(gòu)成傳感器的材料不同，所以線膨脹系數(shù)不同。由于構(gòu)成傳感器的材料不同，所以線膨脹系數(shù)不同。 溫度溫度t變化變化C的幾何形狀變化的幾何形狀變化電容量變化電容量變化 C=C0+CP+Ct 傳感器的初始電容量傳感器的初始電容量 被測(cè)信號(hào)作用下電容量的增量被測(cè)信號(hào)作用下電容量的增量 環(huán)境溫度變化產(chǎn)生附加的電容增量環(huán)境溫度變化產(chǎn)生附加的電容增量 Ct決定傳感器溫度誤差的大小。決定傳感器溫度誤差的大

23、小。 四、電容式傳感器實(shí)際使用問題四、電容式傳感器實(shí)際使用問題 選用溫度膨脹系數(shù)小、幾何尺寸穩(wěn)定的材料。例如電極的支架選用陶選用溫度膨脹系數(shù)小、幾何尺寸穩(wěn)定的材料。例如電極的支架選用陶 瓷材料要比塑料或有機(jī)玻璃好；電極材料以選用鐵鎳合金為好；近年來采瓷材料要比塑料或有機(jī)玻璃好；電極材料以選用鐵鎳合金為好；近年來采 用在陶瓷或石英上噴鍍一層金屬薄膜來代替電極，效果更好。減小溫度誤用在陶瓷或石英上噴鍍一層金屬薄膜來代替電極，效果更好。減小溫度誤 差的另一常用措施是采用差動(dòng)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，在測(cè)量電路中加以補(bǔ)償。差的另一常用措施是采用差動(dòng)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，在測(cè)量電路中加以補(bǔ)償。 2、電容靜電擊穿、電容靜電擊穿 0

24、0 0 d d A c g g 電容傳感器雖然有許多獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)，但由于它的工作原電容傳感器雖然有許多獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)，但由于它的工作原 理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而使它也存在一些缺點(diǎn)，在實(shí)際使用時(shí)需采取理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而使它也存在一些缺點(diǎn)，在實(shí)際使用時(shí)需采取 相應(yīng)的技術(shù)措施來改善。相應(yīng)的技術(shù)措施來改善。 電容器兩極板的電場(chǎng)分布在中心部分是均勻的，但到了邊電容器兩極板的電場(chǎng)分布在中心部分是均勻的，但到了邊 緣部分是不均勻的，因此邊緣效應(yīng)使設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜化、產(chǎn)生非緣部分是不均勻的，因此邊緣效應(yīng)使設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜化、產(chǎn)生非 線性以及降低傳感器的靈敏度。消除和減小邊緣效應(yīng)的方法是線性以及降低傳感器的靈敏度。消除和減小邊緣效應(yīng)的方法

25、是 在結(jié)構(gòu)上增設(shè)防護(hù)電極，防護(hù)電極必須與被防護(hù)電極取相同的在結(jié)構(gòu)上增設(shè)防護(hù)電極，防護(hù)電極必須與被防護(hù)電極取相同的 電位，如圖所示，這樣可以使工作極板全部面積處于均勻電場(chǎng)電位，如圖所示，這樣可以使工作極板全部面積處于均勻電場(chǎng) 的范圍。的范圍。 3、邊緣效應(yīng)、邊緣效應(yīng) 應(yīng)該說明的是，增設(shè)防護(hù)電應(yīng)該說明的是，增設(shè)防護(hù)電 極雖然有效地抑制了邊緣效極雖然有效地抑制了邊緣效 應(yīng)，但也增加了加工工藝難應(yīng)，但也增加了加工工藝難 度。另外，為了保持防護(hù)電度。另外，為了保持防護(hù)電 極與被防護(hù)電極的等電位，極與被防護(hù)電極的等電位， 一般盡量使二者同為地電位。一般盡量使二者同為地電位。 4、寄生電容的影響、寄生電容的影響 1、寄生電容存在對(duì)傳感器的影響、寄生電容存在對(duì)傳感器的影響 使傳感器的電容量發(fā)生改變使傳感器的電容量發(fā)生改變 導(dǎo)致傳感器特性不穩(wěn)定，并導(dǎo)致傳感器特性不穩(wěn)定，并 產(chǎn)生干擾產(chǎn)生干擾 2、克服寄生電容：、克服寄生電容：靜電屏蔽靜電屏蔽 電容式傳感器除了極板間的電容外，極板還可能與周