电 容 传 感 器 的 原 理 及 应 用 1 引 言 用 电 测 法 测 量 非 电 学 量 时 ， 首 先 必 须 将 被 测 的 非 电 学 量 转 换 为 电 学 量 而 后 输 入 之 。 通 常 把 非电 学 量 变 换 成 电 学 量 的 元 件 称 为 变 换 器 ；根 据 不 同 非 电 学 量 的 特 点 设 计 成 的 有 关 转 换 装 置 称 为 传感 器 ， 而 被 测 的 力 学 量 （ 如 位 移 、 力 、 速 度 等 ） 转 换 成 电 容 变 化 的 传 感 器 称 为 电 容 传 感 器 。 从 能 量 转 换 的 角 度 而 言 ， 电 容 变 换 器 为 无 源 变 换 器 ， 需 要 将 所 测 的 力 学 量 转 换 成 电 压 或 电 流后 进 行 放 大 和 处 理 。 力 学 量 中 的 线 位 移 、 角 位 移 、 间 隔 、 距 离 、 厚 度 、 拉 伸 、 压 缩 、 膨 胀 、 变 形等 无 不 与 长 度 有 着 密 切 联 系 的 量 ； 这 些 量 又 都 是 通 过 长 度 或 者 长 度 比 值 进 行 测 量 的 量 ， 而 其 测 量方 法 的 相 互 关 系 也 很 密 切 。 另 外 ， 在 有 些 条 件 下 ， 这 些 力 学 量 变 化 相 当 缓 慢 ， 而 且变 化 范围极小，如 果要 求测 量 极小距 离 或 位 移 时 要 有 较高的 分辨率， 其 他传 感 器 很 难做到实现高分辨率要 求， 在精密 测 量 中 所 普遍使用 的 差动变 压 器 传 感 器 的 分辨率仅达到1～5 μ m 数量 级； 而 有 一种电 容 测微仪， 他的 分辨率为 0.01 μ m ， 比 前者 提高了两个数量 级， 最大 量 程为 100±5 μ m ， 因此他在精密 小位 移 测 量 中 受到青睐。 对于上述这 些 力 学 量 ， 尤其 是 缓 慢 变 化 或 微小量 的 测 量 ， 一般来说采用 电 容 式传 感 器 进 行 检测 比 较适宜， 主要 是 这 类传 感 器 具有 以下 突出优点 ： (1) 测 量 范围大 其 相 对变 化 率可超过 100% ； (2) 灵敏度 高如 用 比 率变 压 器 电 桥测 量 ， 相 对变 化 量 可达10-7 数量 级； (3) 动态响应 快因其 可动质量...
