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1.平板式电容器的电容量

平板式电容器由两平行的极板构成，如图2-22所示。设极板之间的电场E是均匀的，并忽略极板边缘效应，电容器的电容量C有如下关系：

式中 ε——极板间介质的介电常数（F/m）；

A——极板面积（m²）；

δ——极板间距离（m）

极板间介质的介电常数为ε=ε_rε₀，其中ε₀为真空的介电常数（ε₀=8.854×10^-12F/m），ε_r为相对于真空的介电常数，空气的介电常数与真空的介电常数很相近，因此，其相对介电常数ε_r≈1。

图2-22 平板式电容器

2.变极板间隙式电容传感器原理

变极板间隙式电容传感器的极板随被测量移动（图2-23），构成电容器极板的面积固定，极板之间的介质也不变（介质为空气）。当活动极板随被测量移动而使极板之间的气隙δ改变时，传感器的电容值随之改变。

从式（2-16）可知，电容C与极板之间的气隙δ成反比，因此，传感器电容值与位移量之间为非线性关系。

对式（2-16）进行微分，即

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变换上式得变极板间隙式电容传感器的灵敏度S为

传感器的灵敏度S与极板间气隙δ的平方成反比，与变气隙式自感传感器一样，变气隙式电容传感器也只有在δ很小时才有较高的灵敏度和较小的非线性误差。

图2-23 变间隙式电容传感器

a）传感器的组成 b）传感器的特性

3.差动结构的电容传感器

为提高传感器的灵敏度和减小非线性，变极板间隙式电容传感器也可采用差动结构形式（图2-24）。

活动极板与两侧固定极板构成两个电容器，当活动极板随被测量移动时，两个电容器的电容量一增一减，通过测量电路使电信号叠加，灵敏度可提高一倍，即

变极板间隙式电容传感器常用于测量位移，也可用于测量能转换为位移量的其他物理量，如压力、振动等。

图2-24 差动结构的变极板间隙式电容传感器