传及工程应用第5章

1、5.1 电容式传感器的工作原理和结构电容式传感器的工作原理和结构5.2 电容式传感器的灵敏度及非线性电容式传感器的灵敏度及非线性5.3 电容式传感器的测量电路电容式传感器的测量电路5. 电容式传感器的应用电容式传感器的应用 第第5章章 电容式传感器电容式传感器返回主目录第第5章章 电容式传感器电容式传感器 5.1 电容式传感器的工作原理和结构电容式传感器的工作原理和结构 由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器, 如果不考虑边缘效应如果不考虑边缘效应, 其电容量为其电容量为dAc式中式中: 电容极板间介质的介电常数电容极板间介质的介电常数,

2、=0r, 其中其中0为真空为真空介电常数介电常数, r为极板间介质相对介电常数为极板间介质相对介电常数; A两平行板所覆盖的面积两平行板所覆盖的面积; d两平行板之间的距离。两平行板之间的距离。 当被测参数变化使得式（当被测参数变化使得式（5 - 1）中的）中的A,d或或发生变化时发生变化时,电容量电容量C也随之变化。如果保持其中两个参数不变也随之变化。如果保持其中两个参数不变, 而仅改变而仅改变其中一个参数其中一个参数, 就可把该参数的变化转换为电容量的变化就可把该参数的变化转换为电容量的变化, 通通过测量电路就可转换为电量输出。因此过测量电路就可转换为电量输出。因此, 电容式传感器可分为电

3、容式传感器可分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。变极距型、变面积型和变介质型三种类型。 一、一、 变极距型电容传感器变极距型电容传感器 图图 5 - 1 为变极距型电容式传感器的原理图。当传感器的为变极距型电容式传感器的原理图。当传感器的r和和A为常数为常数, 初始极距为初始极距为d0时时, 由式（由式（5 - 1）可知其初始电容）可知其初始电容量量C0为为0100dAc 若电容器极板间距离由初始值若电容器极板间距离由初始值d0缩小缩小d, 电容量增大电容量增大C, 则有则有 C1=C0+C=0002020(1)()1rdcAddddd 由式（由式（5 - 3）可知）可知, 传感器的输出

4、特性传感器的输出特性C =f(d)不是线性关不是线性关系系, 而是如图而是如图 5- 2 所示双曲线关系。所示双曲线关系。 此时此时C1与与d近似呈线性关系近似呈线性关系, 所以变极距型电容式传感所以变极距型电容式传感器只有在器只有在d/d0很小很小时时, 才有近似的线性输出。才有近似的线性输出。 5-3 另外另外, 由式（由式（5 - 4）可以看出）可以看出, 在在d0较小时较小时, 对于同样的对于同样的d变化所引起的变化所引起的C可以增大可以增大, 从而使传感器灵敏度提高。但从而使传感器灵敏度提高。但d0过小过小, 容易引起电容器击穿或短路。为此容易引起电容器击穿或短路。为此, 极板间可采

5、用高介极板间可采用高介电常数的材料（云母、塑料膜等）作介质电常数的材料（云母、塑料膜等）作介质(如图如图 5- 3所示所示), 此此时电容时电容C变为变为 （5 - 5） 000ddAcgg 式中式中: g云母的相对介电常数云母的相对介电常数, g= 7; 0空气的介电常数空气的介电常数, 0= 1; d0空气隙厚度空气隙厚度; dg云母片的厚度。云母片的厚度。 云母片的相对介电常数是空气的云母片的相对介电常数是空气的7倍倍, 其击穿电压不小于其击穿电压不小于1000 kV/mm, 而空气的仅为而空气的仅为3kV/mm。 因此有了云母片因此有了云母片, 极板极板间起始距离可大大减小。同时间起始

6、距离可大大减小。同时, 式（式（5-5）中的）中的(dg/0g)项是项是恒定值恒定值, 它能使传感器的输出特性的线性度得到改善。它能使传感器的输出特性的线性度得到改善。 一般变极板间距离电容式传感器的起始电容在一般变极板间距离电容式传感器的起始电容在 20100pF之间之间, 极板间距离在极板间距离在25200m的范围内的范围内, 最大位移应小最大位移应小于间距的于间距的1/10, 故在微位移测量中应用最广。故在微位移测量中应用最广。 二、二、 变面积型电容式传感器变面积型电容式传感器 图图 5 - 4 是变面积型电容传感器原理结构示意图。是变面积型电容传感器原理结构示意图。图图5-4 变面积

7、型电容传感器原理图变面积型电容传感器原理图 C=C0- C=)(0 xardb 式中式中C0=0rb0L0/d0为初始电容。电容相对变化量为为初始电容。电容相对变化量为axcc0 很明显很明显, 这种形式的传感器其电容量这种形式的传感器其电容量C与水平位移与水平位移x是线是线性关系。性关系。 图图 5 - 5 是电容式角位移传感器原理图。当动极板有一个是电容式角位移传感器原理图。当动极板有一个角位移角位移时时, 与定极板间的有效覆盖面积就改变与定极板间的有效覆盖面积就改变, 从而改变了两从而改变了两极板间的电容量。当极板间的电容量。当=0 时时, 则则 图图5-5 电容式角位移传感器原理图电容

8、式角位移传感器原理图 (5 - 8) 式中式中: r介质相对介电常数介质相对介电常数; d0两极板间距离两极板间距离; A0两极板间初始覆盖面积。两极板间初始覆盖面积。 当当0时时, 则则 （5 - 9） 从式（从式（5 - 9）可以看出）可以看出, 传感器的电容量传感器的电容量C与角位移与角位移呈呈线性关系。线性关系。 0r000ACd(1)0r000 ACd 三、三、 变介质型电容式传感器变介质型电容式传感器 图图 5 - 6 是一种变极板间介质的电容式传感器用于测量是一种变极板间介质的电容式传感器用于测量液位高低的结构原理图。液位高低的结构原理图。 设被测介质的介电常数为设被测介质的介电

9、常数为1, 液面高度为液面高度为h, 变换器总高度变换器总高度为为H, 内筒外径为内筒外径为d, 外筒内径为外筒内径为D, 则则此时变换器电容值为此时变换器电容值为 dDhHdDhcln)(2ln21dDhdDHln)(2ln21dDhcln)(210式中：式中：空气介电常数空气介电常数; C0由变换器的基本尺寸决定的初始电容值由变换器的基本尺寸决定的初始电容值, C0= 。 由式（由式（5 - 10）可见）可见, 此变换器的电容增量正比于被测液此变换器的电容增量正比于被测液位高度位高度h。 dDHln2 变介质型电容传感器有较多的结构型式变介质型电容传感器有较多的结构型式, 可以用来测量纸张

10、可以用来测量纸张#, 绝缘薄膜等的厚度绝缘薄膜等的厚度, 也可用来测量粮食、纺织品、木材或煤也可用来测量粮食、纺织品、木材或煤等非导电固体介质的湿度。图等非导电固体介质的湿度。图 5 - 7 是一种常用的结构型式。是一种常用的结构型式。 图中两平行电极固定不动图中两平行电极固定不动, 极距为极距为d0, 相对介电常数为相对介电常数为r2的电介的电介质以不同深度插入电容器中质以不同深度插入电容器中, 从而改变两种介质的极板覆盖面从而改变两种介质的极板覆盖面积。传感器总电容量积。传感器总电容量C为为000021)(1dLLbcccr 式中式中: L0, b0极板长度和宽度极板长度和宽度; L第二种

11、介质进入极板间的长度。若电介质第二种介质进入极板间的长度。若电介质 r1=1, 当当L=0时时, 传感器初始电容传感器初始电容C0=0rL0b0/d0。 当介质当介质r2进入极间进入极间L后后, 引起电容的相对变化为引起电容的相对变化为0000) 1(2LLcccccr 可见可见, 电容的变化与电介质电容的变化与电介质r2的移动量的移动量L呈线性关系。呈线性关系。 5.2 电容式传感器的灵敏度及非线性电容式传感器的灵敏度及非线性 由以上分析可知由以上分析可知, 除变极距型电容传感器外除变极距型电容传感器外, 其它几种形其它几种形式传感器的输入量与输出电容量之间的关系均为线性的式传感器的输入量与

12、输出电容量之间的关系均为线性的, 故故只讨论变极距型平板电容传感器的灵敏度及非线性。只讨论变极距型平板电容传感器的灵敏度及非线性。 由式（由式（5 - 3）可知）可知, 电容的相对变化量为电容的相对变化量为00011ddddCC当1/0dd时，则上式可按级数展开，故得时，则上式可按级数展开，故得.1 3020000 ddddddddcc 由式（由式（5 - 14）可见）可见, 输出电容的相对变化量输出电容的相对变化量C/C与输入与输入位移位移d之间之间呈非线性关系。当呈非线性关系。当 d/d0 1 时，可略去高次项时，可略去高次项, 得得到近似的线性：到近似的线性： )11 (000ddddc

13、c电容传感器的灵敏度为电容传感器的灵敏度为001ddCCK 它说明了单位输入位移所引起输出电容相对变化的大小与它说明了单位输入位移所引起输出电容相对变化的大小与d0呈反比关系。呈反比关系。 如果考虑式（如果考虑式（5 - 14）中的线性项与二次项）中的线性项与二次项, 则则)11 (000ddddcc由此可得出传感器的相对非线性误差由此可得出传感器的相对非线性误差为为%100%100)(00dddddd 由式（由式（5 - 16）与式（）与式（5 - 18）可以看出）可以看出: 要提高灵敏度要提高灵敏度, 应减小起始间隙应减小起始间隙d0, 但非线性误差却随着但非线性误差却随着d0的减小而增大

14、。的减小而增大。 在实际应用中在实际应用中, 为了提高灵敏度为了提高灵敏度, 减小非线性误差减小非线性误差, 大都采大都采用差动式结构。图用差动式结构。图5 - 8 是变极距型差动平板式电容传感器结是变极距型差动平板式电容传感器结构示意图。构示意图。 在差动式平板电容器中在差动式平板电容器中, 当动极板位移当动极板位移d时时, 电容器电容器C1的的间隙间隙d1变为变为d0-d, 电容器电容器C2的间隙的间隙d2变为变为d0+d, 则则 C1=C0 011dd00211ddcc在在d/d0时时, 则按级数展开则按级数展开: 图图5-8 差动平板式电容传感器结构差动平板式电容传感器结构.)()(1

15、 3020001ddddddcc.)()(1 3020002ddddddcc电容值总的变化量为电容值总的变化量为C= C1-C2=C0 .)()(1 2402000ddddddcc.)(2)(2250300dddddd电容值相对变化量为电容值相对变化量为 如果只考虑式（如果只考虑式（5 - 24）中的线性项和三次项）中的线性项和三次项, 则电容则电容式传感器的相对非线性误差式传感器的相对非线性误差近似为近似为%100)(%100)(2)(22003dddddd 比较式（比较式（5 - 15）与式（）与式（5 - 25）及式（）及式（5 - 18）与式（）与式（5 - 26）可见）可见, 电容传

16、感器做成差动式之后电容传感器做成差动式之后, 灵敏度提高一倍灵敏度提高一倍, 而且而且非线性误差大大降低了。非线性误差大大降低了。 5.3 电容式传感器的测量电路电容式传感器的测量电路 电容式传感器中电容值以及电容变化值都十分微小电容式传感器中电容值以及电容变化值都十分微小, 这样这样微小的电容量还不能直接为目前的显示仪表所显示微小的电容量还不能直接为目前的显示仪表所显示, 也很难也很难为记录仪所接受为记录仪所接受, 不便于传输。这就必须借助于测量电路检不便于传输。这就必须借助于测量电路检出这一微小电容增量出这一微小电容增量, 并将其转换成与其成单值函数关系的并将其转换成与其成单值函数关系的电

17、压、电流或者频率。电容转换电路有调频电路、运算放大电压、电流或者频率。电容转换电路有调频电路、运算放大器式电路、二极管双器式电路、二极管双T型交流电桥、脉冲宽度调制电路等。型交流电桥、脉冲宽度调制电路等。 一、一、 调频测量电路调频测量电路 调频测量电路把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一调频测量电路把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分。当输入量导致电容量发生变化时部分。当输入量导致电容量发生变化时, 振荡器的振荡频率振荡器的振荡频率就发生变化。就发生变化。 虽然可将频率作为测量系统的输出量虽然可将频率作为测量系统的输出量, 用以判断被测非电用以判断被测非电量的大小量的大小, 但此时系统是

18、非线性的但此时系统是非线性的, 不易校正不易校正, 因此加入鉴频器因此加入鉴频器, 将频率的变化转换为振幅的变化将频率的变化转换为振幅的变化, 经过放大就可以用仪器指示经过放大就可以用仪器指示或记录仪记录下来。或记录仪记录下来。调频测量电路原理框图如图调频测量电路原理框图如图 5 - 9 所示。所示。 图图 5 - 9 中调频振荡器的振荡频率为中调频振荡器的振荡频率为 21)(21LCf式中式中: L振荡回路的电感振荡回路的电感; C振荡回路的总电容，振荡回路的总电容，C=C1+C2+C0C。 其中其中, C1为振荡回路固有电容为振荡回路固有电容; C2为传感器引线分布电容为传感器引线分布电容

19、; C0C为传感器的电容。为传感器的电容。 当被测信号为当被测信号为0时时, C =0, 则则C =C1+C2+C0, 所以振荡器所以振荡器有一个固有频率有一个固有频率f0, f0= (5 - 28) 当被测信号不为当被测信号不为 0 时时, C0, 振荡器频率有相应变化振荡器频率有相应变化, 此时频率为此时频率为 21021)(21LCCCffLcccf021021)(21 调频电容传感器测量电路具有较高灵敏度调频电容传感器测量电路具有较高灵敏度, 可以测至可以测至0.01 m级位移变化量。频率输出易于用数字仪器测量和与计算机级位移变化量。频率输出易于用数字仪器测量和与计算机通讯通讯, 抗干

20、扰能力强抗干扰能力强, 可以发送、接收以实现遥测遥控。可以发送、接收以实现遥测遥控。 二、二、 运算放大器式电路运算放大器式电路 运算放大器的放大倍数运算放大器的放大倍数K非常大非常大, 而且输入阻抗而且输入阻抗Zi很高。很高。运算放大器的这一特点可以使其作为电容式传感器的比较理运算放大器的这一特点可以使其作为电容式传感器的比较理想的测量电路。想的测量电路。 图图 5 - 10 是运算放大器式电路原理图。是运算放大器式电路原理图。Cx为电容式传感器为电容式传感器, 是交流电源电压是交流电源电压, 是输出信号电压是输出信号电压, 是虚地点。是虚地点。 由运算放大器工作原理可得由运算放大器工作原理

21、可得iU0U 如果传感器是一只平板电容如果传感器是一只平板电容, 则则Cx =A/d, 代入式代入式(5 - 30), 有有 dAcUUi0式中式中“-”号表示输出电压号表示输出电压 的相位与电源电压反相。的相位与电源电压反相。 式式（5 - 31）说明运算放大器的输出电压与极板间距离）说明运算放大器的输出电压与极板间距离 d 呈线呈线性关系。运算放大器电路解决了单个变极板间距离式电容传性关系。运算放大器电路解决了单个变极板间距离式电容传感器的非线性问题。但要求感器的非线性问题。但要求Zi及及K足够大。为保证仪器精度足够大。为保证仪器精度, 还要求电源电压还要求电源电压 的幅值和固定电容的幅值

22、和固定电容C值稳定。值稳定。 三、三、 二极管双二极管双T型交流电桥型交流电桥0U1U 图图 5 - 11 所示是二极管双所示是二极管双T型交流电桥电路原理图。型交流电桥电路原理图。 e是高是高频电源频电源, 它提供幅值为它提供幅值为Ui 的对称方波的对称方波, VD1、VD2为特性完全为特性完全相同的两个二极管相同的两个二极管, R1 = R2 = R, C1、C2为传感器的两个差动电为传感器的两个差动电容。当传感器没有输入时容。当传感器没有输入时, C1 = C2 。电路工作原理如下。电路工作原理如下: 当当e为正半周时为正半周时, 二极管二极管VD1导通、导通、VD2截止截止, 于是电容

23、于是电容C1充充电电; 在随后负半周出现时在随后负半周出现时, 电电容容C1上的电荷通过电阻上的电荷通过电阻R1#, 负载负载电阻电阻RL放电放电, 流过流过RL的电流为的电流为I1 。在负半周内在负半周内, VD2导通、导通、VD1截止截止, 则电容则电容C2充电充电; 在随后出现正半周时在随后出现正半周时, C2通过电阻通过电阻R2, 负载电阻负载电阻RL放电放电, 流过流过RL的电流为的电流为I2 。 根据上面所给的条件根据上面所给的条件, 则电流则电流I1 =I2, 且方向相反且方向相反, 在一个周期内流过在一个周期内流过RL的平均电流为的平均电流为零。零。 若传感器输入不为若传感器输

24、入不为 0, 则则C1 C2, 那么那么I1I2, 此时此时RL上必上必定有信号输出定有信号输出, 其输出在一个周期内的平均值为其输出在一个周期内的平均值为TRIULL10dttItIT)()(201LR)()()2(212ccfURRRRRRiLLL 式中式中f为电源频率。为电源频率。 当当RL已知已知, 式（式（5 - 32）中）中R（R+2RL）/（R+RL）2RL = M（常数）（常数）, 则则 Uo=Ei fM(C1-C2) 从式（从式（5 - 33）可知）可知, 输出电压输出电压Uo不仅与电源电压的幅值不仅与电源电压的幅值和频率有关和频率有关, 而且与而且与T型网络中的电容型网络中

25、的电容C1和和C2的差值有关。的差值有关。 当当电源电压确定后电源电压确定后, 输出电压输出电压Uo是电容是电容C1和和C2的函数。该电路的函数。该电路输出电压较高输出电压较高, 当电源频率为当电源频率为 1.3MHz, 电源电压电源电压Ei= 46V时时, 电电容从容从-7+7pF变化变化, 可以在可以在 1M负载上得到负载上得到-5+5 V的直的直流输出电压。电路的灵敏度与电源幅值和频率有关流输出电压。电路的灵敏度与电源幅值和频率有关, 故故输入电输入电源要求稳定源要求稳定。当。当Ui幅值较高幅值较高, 使二极管使二极管VD1、VD2工作在线性区工作在线性区域时域时, 测量的非线性误差很小

26、。电路的输出阻抗与电容测量的非线性误差很小。电路的输出阻抗与电容C1、C2无关无关, 而仅与而仅与R1、R2及及RL有关有关, 其值为其值为1100k。 输出信输出信号的上升沿时间取决于负载电阻。对于号的上升沿时间取决于负载电阻。对于1k的负载电阻上升的负载电阻上升时间为时间为 20 s左右左右, 故可用来测量高速的机械运动。故可用来测量高速的机械运动。 四、四、 脉冲宽度调制电路脉冲宽度调制电路 脉冲宽度调制电路如图脉冲宽度调制电路如图 5 - 12 所示。所示。 图中图中C1、C2为差动为差动式电容传感器式电容传感器, 电阻电阻R1=R2, A1、A2为比较器。当双稳态触发为比较器。当双稳

27、态触发器处于某一状态器处于某一状态, Q=1, =0, A点高电位通过点高电位通过R1对对C1充电充电, 时时间常数为间常数为1 = R1 C1, 直至直至F点电位高于参比电位点电位高于参比电位Ur, 比较器比较器A1输出正跳变信号。与此同时输出正跳变信号。与此同时, 因因 = 0, 电容器电容器C2上已充电流上已充电流通过通过VD2迅速放电至零电平。迅速放电至零电平。A1正跳变信号激励触发器翻转正跳变信号激励触发器翻转, 使使Q = 0, = 1, 于是于是A点为低电位点为低电位, C1通过通过VD1迅速放电迅速放电, 而而B点高电位通过点高电位通过R2对对C2充电充电, 时间常数为时间常数

28、为2=R2C2, 直至直至G点电点电位高于参比电位位高于参比电位Ur。 QQQ图图5 512 12 差动脉冲调宽电路差动脉冲调宽电路 a a）初态）初态 （b b）工态）工态 图图4 410 10 差动脉冲调宽电路各点电压波形图差动脉冲调宽电路各点电压波形图 比较器比较器A2输出正跳变信号输出正跳变信号, 使触发器发生翻转使触发器发生翻转, 重复前述重复前述过程。过程。 电路各点波形如图电路各点波形如图 5 - 13 所示所示, 当差动电容器的当差动电容器的C1 = C2时时, 其平均电压值为零。当差动电容其平均电压值为零。当差动电容C1 C2, 且且C1 C2时时, 则则1 = R1 C12

29、 = R2 C2 。由于充放电时间常数变化。由于充放电时间常数变化, 使电路中各点使电路中各点电压波形产生相应改变。电压波形产生相应改变。 如图如图 5 - 13（b）所示）所示, 此时此时uA、uB脉冲宽度不再相等脉冲宽度不再相等, 一一个周期（个周期（T1+T2）时间内其平均电压值不为零。此）时间内其平均电压值不为零。此uAB电压经电压经低通滤波器滤波后低通滤波器滤波后, 可获得输出可获得输出21211)(TTTTUuuuBAAB 式中式中: U1触发器输出高电平触发器输出高电平;T1、T2C1、C2充放电充放电至至Ur所需时间。所需时间。 由电路知识可知由电路知识可知:T1 =R1C1l

30、n （5 - 35） T2 = （5 - 36） 将将T1、T2代入式（代入式（5 - 34）, 得得21211)(TTTTUrUUUCR2222ln12121UCCCCuAB 把平行板电容的公式代入式（把平行板电容的公式代入式（5 - 37）, 在变极板距离的在变极板距离的情况下可得情况下可得12112UdddduAB式（式（5 - 38）中）中d1、d2分别为分别为C1、C2极板间距离。极板间距离。 当差动电容当差动电容C1 = C2 = C0, 即即d1 = d2 = d0时时, uAB = 0; 若若C1 C2, 设设C1 C2, 即即d1 =d0 -d, d2 = d0+d, 则则1

31、UdduAB1UAAuAB同样同样, 在变面积电容传感器中在变面积电容传感器中, 则有则有 由此可见由此可见, 差动脉宽调制电路能适用于变极板距离以及差动脉宽调制电路能适用于变极板距离以及变面积式差动式电容传感器变面积式差动式电容传感器, 并具有线性特性并具有线性特性, 且转换效率且转换效率高高, 经过低通放大器就有较大的直流输出经过低通放大器就有较大的直流输出, 且调宽频率的变且调宽频率的变化对输出化对输出没有影响。没有影响。 5.4 电容式传感器的应用电容式传感器的应用 一、一、 电容式压力传感器电容式压力传感器 图图 5 - 14 所示为差动电容式压力传感器的结构图。图中所示为差动电容式

32、压力传感器的结构图。图中所示为一个膜片动所示为一个膜片动电极和两个在凹形玻璃上电镀成的固定电电极和两个在凹形玻璃上电镀成的固定电极组成的差动电容器。极组成的差动电容器。 当被测压力或压力差作用于膜片并使之产生位移时当被测压力或压力差作用于膜片并使之产生位移时, 形成形成的两个电容器的电容量的两个电容器的电容量, 一个增大一个增大, 一个减小。该电容值的变一个减小。该电容值的变化经测量电路转换成与压力或压力差相对应的电流或电压的化经测量电路转换成与压力或压力差相对应的电流或电压的变化。变化。 二、二、 电容式加速度传感器电容式加速度传感器 图图 5 - 15 所示为差动式电容加速度传感器结构图。

33、所示为差动式电容加速度传感器结构图。 它有两它有两个固定极板（与壳体绝缘）个固定极板（与壳体绝缘）, 中间有一用弹簧片支撑的质量块中间有一用弹簧片支撑的质量块, 此质量块的两个端面经过磨平抛光后作为可动极板（与壳体电此质量块的两个端面经过磨平抛光后作为可动极板（与壳体电连接）。连接）。 当传感器壳体随被测对象在垂直方向上作直线加速运动时当传感器壳体随被测对象在垂直方向上作直线加速运动时, 质量块在惯性空间中相对静止质量块在惯性空间中相对静止, 而两个固定电极将相对质量块而两个固定电极将相对质量块在垂直方向上产生大小正比于被测加速度的位移。此位移使两在垂直方向上产生大小正比于被测加速度的位移。此

34、位移使两电容的间隙发生变化电容的间隙发生变化, 一个增加一个增加, 一个减小一个减小, 从而使从而使C1、 C2产生产生大小相等大小相等#, 符号相反的增量符号相反的增量, 此增量正比于被测加速度。此增量正比于被测加速度。 电容式加速度传感器的主要特点是频率响应快和量程范围大电容式加速度传感器的主要特点是频率响应快和量程范围大, 大多采用空气或其它气体作阻尼物质。大多采用空气或其它气体作阻尼物质。 三、三、 差动式电容测厚传感器差动式电容测厚传感器 图图 5 - 16 所示为频率型差动式电容测厚传感器系统组所示为频率型差动式电容测厚传感器系统组成框图。成框图。 将被测电容将被测电容C1、C2作为各变换振荡器的回路电容作为各变换振荡器的回路电容, 振荡振荡器的其它参数为固定值器的其它参数为固定值, 等效电路如图等效电路如图 5 - 16（b）所示）所示, 图中图中C0为耦合和寄生电容为耦合和寄生电容, 振荡频率振荡频率f为为210)(21CCLfxxrxdAC6 . 3式中式中: r极板间介质的相对介电常数极板间介质的相对