（1）电容式传感器的特点

1）优点

①输入能量小且动态特性好

电容式传感器需要的作用能量极小并且可动质量很小，因而有较高的固有频率。同时，电容式传感器能在几兆赫兹的频率下工作，从而保证系统有良好的动态响应能力。

②电参量相对变化大且灵敏度高

电容式压力传感器电容的相对变化大于100％，有的甚至可达到200％，即电容式传感器的信噪比大，稳定性好。因此，可测量很小的力和振动加速度，而且很灵敏。

③本身发热影响小，有良好的零点稳定性

电容式传感器本身的损耗是非常小的，电容式传感器工作时变化的是极板的间距或覆盖面积，而电容变化不产生热量，因此，电容式传感器本身发热而引起的零漂可忽略不计。

④结构简单，能在恶劣环境下工作

电容式传感器常用无机材料如玻璃、石英或陶瓷作为绝缘支架，表面镀以金属作为极板即可，所以结构比较简单，可做得很小巧。由于电容式传感器不用有机材料和磁性材料，因此，可承受相当大的温度变化及各种辐射作用，可在恶劣环境中工作。

2）缺点

①电缆分布对电容影响大

不论何种类型的电容式传感器，其电容量都很小，一般只有几十皮法，有的甚至只有几皮法。而传感器与电子仪器之间的连接电缆却具有较大的电容。这不仅使传感器的电容相对变化量很小，灵敏度也降低。特别是当电缆本身放置的位置和形状不同，或因振动等原因，都会引起电缆本身电容的较大变化，使传感器的输出不真实，给测量带来误差。

②非线性大

极距变化型电容传感器的输出与输入之间存在较大的非线性，采用差动式结构可以使非线性结构得到适当改善，但不能完全消除。如要消除非线性，可采用如图3.14所示的运算放大器电路。(www.daowen.com)

（2）电容式传感器的应用举例

1）电容式物位计

电容式物位计的工作原理是利用介质液面或物位变化使电容器介电常数发生变化，进而电容发生变化。

如图3.15所示为介质变化型电容传感器测量液位。当被测液面高度发生变化时，两电极间浸入的液体高度也发生变化，引起电容量发生变化。电容为

图3.16为裸金属管电极电容式液位计结构示意图和等效电路图。由图3.16可知，该液位计的总电容相当于3个电容并联。其中，C1为不随液位变化的等效杂散电容，C2为液位上部介质与两个电极形成的电容，C3为被测介质与两个电极形成的电容，总电容C＝C1＋C2＋C3。当液位发生变化时，C2和C3发生变化，则总电容发生变化。

图3.15　介质变化型电容传感器

图3.16　电容式液位计结构示意图及等效电路

2）电容式测厚仪

电容式传感器可用于测厚，如可测量金属带材在轧制过程中的厚度，原理如图3.17所示。工件极板与带材之间形成两个电容C1和C2，总电容为C＝C1＋C2。当金属带材在轧制过程中厚度发生变化时将引起电容器电容量的变化，通过检测电路可反映出这个电容量的变化，并将其转换，最终显示出带材的厚度。

图3.17　电容式测厚仪的工作原理

目前，电容式传感器已经广泛应用于位移、角度、压力、转速、速度、流量、液位、料位及成分等方面的测量。