平行板电容器示意图，如图3-20 所示。当平行板电容器的ε 和S 不变，而只改变电容器两极板之间距离d 时，电容器的容量C 则发生变化。利用电容器的这一特性制作的传感器，称为变极距式电容传感器。该类型传感器常用于压力的测量。

设ε 和S 不变，当初始状极距为d0时，电容器容量C0为

图3-20　平行板电容器示意图

图3-21　变极距式电容传感元件原理图

变极距式电容传感元件原理图，如图3-21 所示。若电容器受外力作用，极距减小Δd，则电容器容量改变为

电容值相对变化量为

此时C1与Δd 的关系呈线性关系。(www.daowen.com)

同理，若电容器受外力作用，极距增加Δd，则电容器容量近似为

电容值相对变化量为

此时C2与Δd 的关系也是呈线性关系。

为了提高传感器灵敏度，减小非线性误差，实际应用中大都采用差动式结构。差动式电容传感元件，如图3-22 所示，当中间电极不受外力作用时，由于d1=d2=d0，所以C1=C2，则两电容差值C1-C2=0。中间电极若受力向上位移Δd，则C1容量增加，C2容量减小，两电容差值为可见，在电容式传感器做成差动型之后，灵敏度提高一倍。

以上分析均忽略了极板的边缘效应，即极板边沿电场的不均匀性。为消除其影响，可采用消除极板边沿电场不均匀性的保护环，如图3-23 所示。保护环与极板1 具有同一电位，这就把电极板间的边缘效应移到了保护环与极板2 的边缘，使极板1 与极板2 之间的场强分布变得均匀了。

图3-22　差动式电容传感元件

图3-23　消除极板边沿电场不均匀性的保护环