电容式传感器的等效电路及影响因素

当电容式传感器在高温、高湿及高频激励条件下工作时，则需考虑附加损耗及电感效应等的影响，这时的等效电路可用图3.29所示电路表示。

图3.29　电容式传感器的等效电路

图中：

·C——传感器电容。

·Rp——并联损耗电阻，包括极板间的漏电损耗和介质损耗。这些损耗在低频时影响较大，随着工作频率的增高，容抗减小，它的影响也减弱，所以Rp也称为低频并联损耗电阻。

·Rs——串联损耗电阻，包括引线电阻、电容器支架和极板的电阻。Rs通常很小，只有在极高的工作频率下和高温、高湿环境中工作时才需考虑。(www.xing528.com)

·L——由电容式传感器本身的电感和外部引线电感组成。前者与传感器结构形式有关，而引线电感则与引线的长度有关，引线越短，电感越小。

·Cp——寄生电容，主要指电缆寄生电容，它与传感器电容相并联，严重影响传感器的输出特性，因此，消灭寄生电容的影响，是电容式传感器实用的关键。

由等效电路可知，传感器有一个谐振频率，通常为几十兆赫兹。当工作频率等于或接近谐振频率时，电容式传感器将不能正常工作，因此，应选择低于谐振频率的工作频率。

为计算方便，忽略Rs、Rp，传感元件的有效电容Ce可用下式求得

这表明电容式传感器的实际相对变化量与传感器的固有电感和角频率有关。因此，在实际应用中，每当改变激励频率或更换传输电缆时，都必须对测量系统重新标定。