【文章內容簡介】 有效電容 Ce可由下式求得 (為了計算方便 ， 忽略Rs和 Rp): ???????????????????????2222222)1()1(1111LCCLCCLCLCCCLCCCCjLjCjeee????????第 3章 電容式傳感器 在這種情況下，電容的實際相對變化量為 LCCCCCee21/????? 表明電容式傳感器的實際相對變化量與傳感器的固有電感 L和角頻率 ω有關 。 因此 ， 在實際應用時必須與標定的條件相同 。 第 3章 電容式傳感器 第二節(jié) 誤差的因素及改進措施 一 、溫度對電容器結構尺寸的影響 二、寄生電容與分布電容的影響 三、外界干擾的影響 四、溫度對介質的介電常數(shù)的影響 五、漏電阻的影響 第 3章 電容式傳感器 一 、溫度對電容器結構尺寸的影響 環(huán)境溫度的變化 ， 將引起電容傳感器各零件幾何尺寸和相互間幾何位置的變化 。 從而導致電容傳感器產生誤差 ，這個誤差尤其是在變極距型電容傳感器中更為嚴重 。 以變極距型電容傳感器為例 ， 對溫度誤差進行分析 。 0d1h2hL 1h：初始時絕緣材料的厚度 2h：初始時固定極板的厚度 0d：初始時空氣隙的厚度 L ：初始時兩極板的總間隙 第 3章 電容式傳感器 設初始溫度為 時，電容傳感器工作極片與固定極片間隙及初始電容為： 0t210 hhLd ???rhdAC??1000??因為傳感器各零件的材料不同，具有不同的溫度膨脹系數(shù)，因此，環(huán)境溫度變化后 氣隙厚度變?yōu)椋? t?? ? ? ? ? ?ththtLd hhLt ????????? 2211 111 ???21 , hhL ???式中， 分別為傳感器各零件所用材料的溫度線膨脹系數(shù)。 第 3章 電容式傳感器 ? ?rhtt thdAC???????1101則 由于溫度變化而引起的電容量的相對誤差為： tttt dddCCC ???? 000?式中 時的電容量為傳感器在溫度為時的電容量；為傳感器在溫度tCtCt00第 3章 電容式傳感器 整理得： ? ?? ? thhLdtLhhhhLLhht ????????221102211???????為了消除溫度誤差，必須設法使 ， 即使上式的分子為零即可實現(xiàn)溫度補償： 0?t?02211 ??? Lhh Lhh ???由于設計傳感器時尺寸的靈活性大，故用 210 hhdL ???帶入上式得： ? ? 02102211 ????? Lhh hhdhh ???第 3章 電容式傳感器 經整理得 ： 02102211 ????? hhdhhLhLh????則 ???????????????????? 11 22110LhLh hhd????0d 21 hhL ??? ，在設計電容傳感器時，應首先根據合理的初始電容量決定間隙 ，然后根據材料的線膨脹系數(shù) 選擇材料的 合適尺寸，滿足溫度補償條件的要求，達到溫度補償?shù)淖饔谩? 第 3章 電容式傳感器 二、寄生電容與分布電容的影響 電容極板與周圍物體（各種組建甚至人體）所產生的電容稱為寄生電容。而電容傳感器引線電纜引起的電容稱為分布電容 (l～ 2m導線可達 800pF) 。寄生電容與分布電容統(tǒng)稱為干擾電容。由于電容傳感器很小，其電容量多為幾皮法至十幾皮法，屬于小功率、高阻抗器件，極易受外界干擾，尤其是易受大于它幾倍、幾十倍且具有隨機性的干擾電容的影響，且這些干擾電容與傳感器電容并聯(lián)，嚴重影響傳感器的輸出特性，甚至淹沒傳感器有用電容而使之無法工作。且寄生電容極不穩(wěn)定，這就導致電容傳感特性不穩(wěn)定，對傳感器產生嚴重干擾，帶來測量誤差。因此，消滅干擾電容的影響是電容式傳感器使用的關鍵。 第 3章 電容式傳感器 （ 2） 注意傳感器的接地和屏蔽 ； （ 3） 集成化 :將傳感器與測量電路本身或其前置級裝在一個殼體內 ， 省去傳感器的電纜引線 。 （ 4） 采用 “ 驅動電纜 ” (雙層屏蔽等位傳輸 )技術 :傳感器與測量電路前置級間的引線為雙屏蔽層電纜 . （ 5） 整體屏蔽法 :將電容式傳感器和所采用的轉換電路 、 傳輸電纜等用同一個屏蔽殼屏蔽起來 ， 正確選取接地點可減小寄生電容的影響和防止外界的干擾 。 （ 1） 增加傳感器原始電容值 采用 減小極片或極筒間的間距 (平板式間距為 —， 圓筒式間距為 )， 增加工作面積 或 工作長度 來增加原始電容值 ， 但受加工及裝配工藝 、 精度 、示值范圍 、 擊穿電壓 、 結構等限制 。 一般電容值變化在 103— 103 pF范圍內 ， 相對值變化在 106— 1范圍內 。 第 3章 電容式傳感器 三、外界干擾的影響 電容傳感器是高阻抗傳感元件，客觀上存在外界干擾的影響，當外界（如電磁場）干擾在傳感器和導線間感應出電壓并與信號一起輸送至測量電路時就會產生誤差，甚至使傳感器無法正常工作。另外，不同接地點所產生的接地電壓差也是一種干擾信號，同樣會引起誤差和故障。防止和減小干擾的措施大致可歸納如下： 屏蔽和解地。用良導體作傳感器殼體，將傳感器元件包圍起來，并可靠接地；用金屬網套住導線彼此絕緣（即屏蔽電纜），金屬網可靠接地；用雙層屏蔽線可靠接地；用雙層屏蔽罩且可靠接地；傳感器與測量電路前置級一起裝在較好的屏蔽殼體內并可靠接地等等。 第 3章 電容式傳感器 增加原始電容值，以降低容抗，減小被干擾電容淹沒的危險。 減小導線間的分布電容的靜電感應，因此導線與導線之間遠離，距離盡可能短，最好成直角排列，必須平行排列時可采用屏蔽電纜線。 減少接地點，盡可能一點接地，地線要用較粗的良導體或寬印制線。 盡量采用差動式