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电容式位移传感器

电容位移传感器是一种非接触电容式原理的精密测量仪器。电容式位移传感器的电容器极板多为金属材料，极板间衬物多为无机材料，如空气、玻璃、陶瓷、石英等;因此可以在高温、低温强磁场、强辐射下长期工作，尤其是解决高温高压环境下的检测难题。电容式加速度传感器又称变电容式加速度传感器，它的结构原理如下图所示，一个质量块固定在弹性梁的中间，质量块的上端面是一个活动电极，它与上固定电极组成一个电容器C1。 在国内研究所，高等院校、工厂得到广泛应用，成为科研、教学和生产中一种不可缺少的测试仪器。

该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连，在线、连续、实时的检测各种数据然后直接显示，远程控制和报警。实现数据存储，积算、传输和控制功能。广泛应用于各种注塑机中。

电容传感器是一种通过简单的机械结构就能实现低功耗、良好的动态性能以及非接触式测量等特点的传感器。电容传感器能有效检测到微米级的位移变化，具有非常高的精度，应用前景广泛。但是位移激光传感器可以运用于各种物体位移、厚度、振动、间隔、直径等精密的几何丈量。目前主要广泛应用于***灾害监测、航空航天及工业生产中对微小位移、液位、压力、重力等参数的测量。

电容位移传感器，英文名称为capacitive type transducer，是一种将其他量的变换以电容的变化体现出来的仪器。其主要由上下两电极、绝缘体、衬底构成，在压力作用下，薄膜产生一定的形变，上 下级间距离发生变化，导致电容变化，但电容并不随极间距离的变化而线性变化，其还需测量电路对输出电容进行一定的非线性补偿。当被测物的振动导致与其固连的传感器基座振动时，质量块将由于惯性而保持静止，因此上、下固定电极与质量块之间将会产生相对位移。

电容上的任何压力差导致隔膜在压力的方向上弯曲。传感膜片是精密制造的弹簧元件，其位移是所施加力的可预测函数。在这种情况下施加的力只能是根据标准的方程式F = PA作用在隔膜表面区域上的压差的函数。

在这种情况下，我们有两个由两个流体压力相互作用引起的力，所以我们方程可以重写，以描述作为压差（P1 - P2）和膜片面积函数的合力：F = （P1 - P2）A。由于隔膜面积是恒定的，并且力可预测地与隔膜位移有关，所以可以计算差压是准确地测量隔膜的位移。但是，为实现测量位移目的而设计的电位器，要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。