1、电容式传感器分为哪几种类型？各有什么特点？2、为了减小变极距型电容传感器的极距，提高其灵敏度，

Question

如题所述

Answer 1

电容式传感器是一种将物理量的变化转换为电容量变化的传感器，它本质上是一种可变电容器。由于其结构简单、体积小、动态响应快、灵敏度高、分辨率高以及能够实现非接触测量等特点，电容式传感器在位移、加速度、振动、压力、压差、液位和物料湿度等众多领域得到广泛应用。
电容式传感器主要分为三种基本类型：变极距型、变面积型和变介电常数型。每种类型的工作原理和应用场景都有所不同。变极距型电容传感器是通过改变电极之间的距离来改变电容量，从而检测物理量的变化。为了提高这类传感器的灵敏度，可以通过减小极距来实现。然而，极距的减小可能会导致传感器的稳定性降低，因此需要在设计时仔细平衡灵敏度和稳定性。
在测量电路方面，电容式传感器的电路设计旨在将电容量变化转换为电压或其他电信号。常用的测量电路包括桥式电路、调频电路、脉冲宽度调制电路、运算放大器电路以及利用二极管双T形交流电桥和环形二极管充放电法的电路。其中，调频电路将电容式传感器作为振荡器的一部分，通过检测振荡频率的变化来测量物理量的变化。
电容式传感器的优点包括结构简单、适应性强、动态响应好、分辨率高和温度稳定性好。它们能够实现非接触测量，并且具有平均效应，可以减少工件表面粗糙度等因素对测量结果的影响。然而，电容式传感器也存在一些局限性，如输出阻抗高、负载能力差和寄生电容影响大。
在实际应用中，电容式传感器可用于测量直线位移、角位移、振动振幅（高达0.05μm）、高频振动、精密轴系回转精度、加速度等机械量。此外，它们还可用于测量压力、压差、液位、物料厚度、涂层厚度以及电介质的湿度等。在自动检测和控制系统中，电容式传感器常作为位置信号发生器使用。