电容传感器(传感器原理与应用)
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当大的温度变化及各种辐射作用，因而可以在温度变化大、有各种辐射等恶劣环境下工作。
电容传感器可以制成非接触式测量器，响应时间短，适合于在线和动态测量。电容传感器具
有高灵敏度．采用现代相密测量方法，已能测量电容值的10“的变化量。又因为其极间的相
互吸力十分微小，从而保证了比较高的2lI量招度。因此，电容传感器近年来甚被重视，它广泛
五、电容式位移传团器的结构形式
电容式位移传感器的基本结构形式，按照将机械位移转变为电容变化的基本原理，通常
把它们分为面积变化型、极距变化型和介质变化型三类。这三种类型又可按位移的形式分为
线位移和角位移两种。每一种又依据传感器的形状分成千板型和圆筒型两种。电容式传感
器也还有其他的形状，但一般很少见。注意，圆筒式传感器不能用作改变极距的位移传感器。
第一节电容式传感器的工作原理和结构
一、基本工作原理
电容式传感器是一种具有可变参数的电容器。多数场合下，电容是由两个金属平行板组成并且以空气为介质，如图3—1所示。
由两个平行板组成的电容器的电容量为
（3—1）
式中 ——电容极Baidu Nhomakorabea介质的介电常数。
——两平行板所覆盖面积；
——两平行板之间的距离；
——电容量
当被测参数使得式(3—1)中的 、 和 发生变化时，电容量 也随之变化。如果保持其中两个参数不变而仅改变另一个参数，就可把该参数的变化转换为电容量的变化。因此。电容量变化的大小与被测参数的大小成比例。在实际使用中，电容式传感器常以改变平行板间距 来进行测量，因为这样获得的测量灵敏度高于改变其他参数的电容传感器的灵敏度。
改变平行板间距 的传感器可以测量微米数量级的位移，而改变面积 的传感器只适用于测量厘米数量级的位移。
二、变极距型电容式传感器
由式(3—1)可知，电容量c与极板距离d不是线性关系,而是如图3—2所示的双曲线关系。若电容器极板距离由初始值do缩小 ，极板距离分别为do和do- ，其电容量分别为C0和C1，即
平度和极距非常小时的击穿电压所限制，因此．极距众不能无穷
平板型差动电容传感器的灵敏度为
盖—
电容式传感器的等效电路
电容式传感器的等效电路可以用图3—9所示电路表示。图中考虑了电容器的损耗和电感效应，RP为并联损耗电阻，它代表极板问的泄漏电
阻和介质损耗。这些损耗在低频时影响较大，随着工
作频率增高，容抗减小，其影响就减弱。R；代表串联损
厂云母片，极板之间的起始距离可以大大减小。同时式(3—5)分母中的：项是恒定值．它能使
电容式传感器的输出特性的线性度得到改善，只要云母片厚度选取得当，就能获得较灯的线
性关系。
一放电容式传感器的起始电容在20一30pF之间，极板距离在25—200Pm的范围内。最
大位移应该小于间距的1／10。
在实际应用中v为厂提高传感器的灵敏度和克服某些外界因素(例如电源电压、环境温
为例，介绍其工作原理及应用。
E2x—c25MEl的内部电原理框图及输出信号示意见图3—20*
该传感器由高频振荡器和放大器组成。当无物体接近传感器作用表面时，带浮动电极的
高频振荡器不振荡；当有物体接近传感器作用表面时，使浮动电极产生的电场发生变化．高
频振荡器产生振荡。振荡器的振荡和停振这两个信号，由整形放大器转换成开关信号，从而
度等)对测量的影响，常常把传感器做成差动的形式，其原理如图3—4所示。当动极板移动
后．cL和〔”z成差动变化，即其中一个电容量增大，而另一个电容量则相应减小，这样可以消
除外界因素所造成的测量误差。
三、变极板面积型电容式传感器
国3—；是一只电容式角位移传感器的原理图
遮盖面积就改变，从而改变了两极板间的电容量。
变厚；反之，板材变薄。此时电桥输出信号也将发生变化，变化量经福合电容c输出给运算
放大器放大整流和滤波；再经差动放大器放大后，一方面由显示仪表读出该时的板材厚度，
另一方面通过反馈回路将偏差信号传送给压力调节装置，调节轧辊与板材间的距离，经过不
断调节，使板材厚度控制在一定误差范围内。
2．频率变换型电客测厚传怠器
—’般来说，差动式要比单组式的传感器好。差动式传感器不但灵敏度高而且线性范围
大，并具有较高的稳定性。
绝大多数电容式传感器可制成一极多板的形式。几层重叠板组成的多片型电容传感器
具省类似的单片电容器的(d一1)倍电容量。多片型相当于一个大面积的单片电容传感器，
但是它能缩小尺寸。
六、电容式传感器的输出特性
不超过1％‘
电容式传感器的灵敏度定义为电容变化与所引起该变化的可动部件的机械位移变化之
比。乎板型改变面积的线位移传感器的灵敏度为
AC 6
万—Z
式中6为极扳宽度(cm)，‘和d的意义及单位同式(3—1)。
平板型改变极距的线位移传感器的灵敏度为
A『c4
面＝万
显然．改变极距的传感器能够用减少极距4来增加灵敏度
耗，即引线电阻，电容器支架和极板的电阻。电感L由
电容器本身的电感和外部引线电感组成。
由等效电路可知，等效电路有一个谐振领率，通
常为几十兆赫，当工作频率等于或接近谐振频率时，谐振频率破坏了电容的正常作用。因此，应该选择低于谐振频率的工作频率，否则电容传感
器不能正常工作。
第四节电容式传感器应用举例()
电容传感器由于检测头结构简单，可以不用有机材料和磁性材料构成．所以它能经受相
动时、不影响电容器的输出特性。
四、变介质型电容式传惑器
图3—7为一种改变工作介质的电容式传感器
。d—p“J? J1
i十一
62 e1
c5＝6(Z—d)扁C＝6d下上下十6(J—M)了音—
生45l glt；
式中6—一—极板宽度。
设在电极小无i介质时的电容量为co
＝c9十认于JJ
太十左
式(313)表明．电容量c与位移d成线性关系。
线状态下、使它处于从“ON”到“OFF”的临界点上，记下电位器的位置；接着将电位器调节到
两位置的中间位置上，此时．传感器加电便处于工作状态。
注油时，首光计算好待注油x射线源的所需油量并换算成高度A5然后将传感器中心调
节到高度略大于A处，并固定好、当注面到溢面到达A高度时，传感器将动作，输出高电平、
使继电器断开；进而控制放油电磁闷动作，使之关断，停止注泊。此时，传感器同时驱动峰鸣
第三章电容式传感器
电容测量技术近几年来有了很大进展，它不但广泛用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量，而且，还逐步扩大应用于压力、差压、液面、料面、成分含量等方面的测量。由于电容式传感器具有一系列突出的优点：如结构简单，体积小，分辨率高，可非接触测量等。这些优点，随着电子技术的迅速发展，特别是集成电路的出现，将得到进一步的体现。而它存在的分布电容、非线性等缺点又将不断地得到克服，因此电容式传感器在非电测量和自动检测中得到了广泛的应用。
极板的距离均为d。．当中心电极在机械
位移的作用·厂发生位移AJ时，则传感器
电容量分别为
l刁JL
1
4罢＜1．上两式可按级数展开，得
cicDLll罢l(安1’t(案)’l
c2—e[1—瓮l(罢)”—(瓮J“f
c2＝42等t 2侩)‘t
箕—z等r1—
略去高次项测瓮与笑近似成线性关系：
芒、2等
此式可表示为图3—8的曲线。
(3—2)
(3—3)
当Ad《Ju时，1…菩*1，则式(3—3)可以简化为
一W
一一这时c1与AJ近似呈线性关系，所以改变极板距离的电容式传感器注注是设计成Ad在极
小的范围内变化。
另外，由图3—2可以看出，当众。较小时，对于同样的AJ变化所引起的电容变化量Ac
可以增大，从而使传感器的灵敏度提高；但JI过小时，容易引起电容器击穿。改善击穿条件
地被应用在厚度、位移、压力、速度、浓度、物位等物理量测量中。下面举几例来说明电容传感
器的应用情况。
一、电容传感器在板材轧制装置中的应用——电容式测厚仅
电容式测厚仪的关键部件之一就是电容测厚传感器。在板材轧制过程中由它监油金属
板材的厚度变化情况，该厚度量的变化现阶段常采用独立双电容测厚传感器来检测。它能克
将被测电容c1，c：作为各变换振荡器的回路电容，振荡器的其他参数为固定值
电路如图3I 9(6)所示。图中co为辐合和寄生电容，振荡颇率／为
／——；＝兰；＝
2n√人(C，十CD)
因为
设两传感器极板距离固定为Jo，若在同一时刻分别测很上、下极板与金届板材上、下表
面距离为士、，久。·则被测金届板材的厚度6＝众。一(J，，十J1。)。由此可见，振荡频率包含7电
式(3—4)、(3—7)、(3—9)、(3—13)给出了单组式传感器的基本设计公式*差动式电容可以根据两个独立的、在一定位移范围内的单组电容cI和c2来计算。对于经常采用的、改变极距型的传感器，其输出特性可如下求得：
差动电容传感器的结构如图3—4所示．其输出特性曲线如图3—8所示。在零点位置k设
置一个可动的接地小心电极，它离两块置一个可动的接地小心电极，它离两块
真空注油机是x射线源生产中的关键设备，其中的溢油量控制与x射线源的热设计密
切相关．送油量过大，在x射线源连续工作时，可能因膨胀不足而引起绝缘油渗漏；溢油量
过小，环境温度较低时，膨胀鼓可能因收缩虽不足而使源内产生负压使气体渗入。原来的注
油系统，溢油量控制均采用人工观察，手动控制．这显然不符合现代生产的要求。1994年，重
起到“开”、”关”的控制作用。
不动作时，图中白黑引线间输出高电乎yA载无电流流通．负载(继电器或接触器等)将
不动作。
真空注油攫油自动控制系统如图3—21所示。其溢油自动控制工作过程如下t
首先，调节传感器的初始工作状态。调整过程为：在玻璃瓶空时，调节传感器的灵敏度．
使它处于从“OFF”到“ON”的临界点、记下电位器的位置；然后在瓶中油面接近传感器中心
器和红色指示灯片，给出卢光指示，提醒工作人员作进一步处理。
传感器本身能提供最大为200mA的驱动电流．这对一般负载(执行器)已足够L倘若
不够．再加一级电流驱动器，即可适应使用。
在系统设计时，该传感器用于送位控制的难点在于；环境温度高；不能污染真空系统．只
能间接测量；周围均是金属物体，绝缘油的极性很小；负载于扰较大，为此在结构和电路上均
容传感器纳间距J．的信息。各频率值通过自取样计数器(可采用16位快速同步计数器取
样)获得数字量，然后由微机进行函数处理，消除非线性频率变换产生的误差．无需A／D转
换，也无需用先进的非线性变换，就可获得误差极小的板材厚度。因此、频率变换型电容测厚
系统得到广泛使用。
二、屯容传感器在真空注油视疆油自动控制中的应用
当动极板有一个角位移6时
当9＝o时，则式中el——介电常数。
当6760时，则
图3—6为圆柱形电容式位移传感器。在初始的位置(即“＝o)时
此时电容量为
co＝材
式中J、从和Dl的单位为cm，c。的单位为pF。
当动极板发生位移“后，其电容量为c＝c。一C于(3—t3)
即(‘’i d基本上成线性关系。采用圆柱形电容器的原因．主要是考虑到动极板稍作径向移
差动电容式传感器的相对非线性误差r近似为
然而，非差动式电容传感器的非线性误差可由如下分析知道，以式(3—3)
c＝co—上面
笑＝笑(1
琶—罢[、t笑t
电容传感器的非线性误差为
AC
显然，差动式传感器的非线性误差r比单一电容传感器的非线性误差rI大大地降低。
当与适当的测量电路配合后，它的输出待性在关＝土33％的范围内，偏离直线的误差
服两电容并联或串联式传感器的缺点。应用独立双电容传感器，通过对被测板材在同一位
置、同一时刻实时取样能使其测量精度大大提高。独立双电容测厚传感器一殷分为运算型电
容传感器和频率变换型电容传感器两种。前者对o．5—1．omm厚度的薄钢板进行测量．其
测量误差小于20Pm；后者其测量误差小于o．3Pm o
当被轧制板材的厚度相对于要求值发生变化时，则c‘变化。若c。增大，表示板材厚度
新设计了真空注油机溢油系统，采用了oMRON公司生产的一种新型液位控制传感器一—一
只2K—c型静电电容式传感器，实现了溢油量的自动控制。
E2K—c型静电电容式传感器按其供电电压可分为直流型和交流型．按其输出方式又可
分成NPN开关输出型和PNP开关输出型两种。现以直流NPN开关输出型置2K—c25MEl
的办法是在极板间放置云母片，如图3—3所示。此时电容c变为
c——i?
云母的相对介电系数，午
空气的介电系数，s。＝15
云母片的厚度；
空气朗厚度。
云母的相对介电系数为空气的7倍，其击穿电压不小于103kv／mm、而空气的击穿电压仅为3kv／mm。即使厚度为o．01mm e6云母片．它的击穿电压也不小于10kv／mm。因此有
电容传感器可以制成非接触式测量器，响应时间短，适合于在线和动态测量。电容传感器具
有高灵敏度．采用现代相密测量方法，已能测量电容值的10“的变化量。又因为其极间的相
互吸力十分微小，从而保证了比较高的2lI量招度。因此，电容传感器近年来甚被重视，它广泛
五、电容式位移传团器的结构形式
电容式位移传感器的基本结构形式，按照将机械位移转变为电容变化的基本原理，通常
把它们分为面积变化型、极距变化型和介质变化型三类。这三种类型又可按位移的形式分为
线位移和角位移两种。每一种又依据传感器的形状分成千板型和圆筒型两种。电容式传感
器也还有其他的形状，但一般很少见。注意，圆筒式传感器不能用作改变极距的位移传感器。
第一节电容式传感器的工作原理和结构
一、基本工作原理
电容式传感器是一种具有可变参数的电容器。多数场合下，电容是由两个金属平行板组成并且以空气为介质，如图3—1所示。
由两个平行板组成的电容器的电容量为
（3—1）
式中 ——电容极Baidu Nhomakorabea介质的介电常数。
——两平行板所覆盖面积；
——两平行板之间的距离；
——电容量
当被测参数使得式(3—1)中的 、 和 发生变化时，电容量 也随之变化。如果保持其中两个参数不变而仅改变另一个参数，就可把该参数的变化转换为电容量的变化。因此。电容量变化的大小与被测参数的大小成比例。在实际使用中，电容式传感器常以改变平行板间距 来进行测量，因为这样获得的测量灵敏度高于改变其他参数的电容传感器的灵敏度。
改变平行板间距 的传感器可以测量微米数量级的位移，而改变面积 的传感器只适用于测量厘米数量级的位移。
二、变极距型电容式传感器
由式(3—1)可知，电容量c与极板距离d不是线性关系,而是如图3—2所示的双曲线关系。若电容器极板距离由初始值do缩小 ，极板距离分别为do和do- ，其电容量分别为C0和C1，即
平度和极距非常小时的击穿电压所限制，因此．极距众不能无穷
平板型差动电容传感器的灵敏度为
盖—
电容式传感器的等效电路
电容式传感器的等效电路可以用图3—9所示电路表示。图中考虑了电容器的损耗和电感效应，RP为并联损耗电阻，它代表极板问的泄漏电
阻和介质损耗。这些损耗在低频时影响较大，随着工
作频率增高，容抗减小，其影响就减弱。R；代表串联损
厂云母片，极板之间的起始距离可以大大减小。同时式(3—5)分母中的：项是恒定值．它能使
电容式传感器的输出特性的线性度得到改善，只要云母片厚度选取得当，就能获得较灯的线
性关系。
一放电容式传感器的起始电容在20一30pF之间，极板距离在25—200Pm的范围内。最
大位移应该小于间距的1／10。
在实际应用中v为厂提高传感器的灵敏度和克服某些外界因素(例如电源电压、环境温
为例，介绍其工作原理及应用。
E2x—c25MEl的内部电原理框图及输出信号示意见图3—20*
该传感器由高频振荡器和放大器组成。当无物体接近传感器作用表面时，带浮动电极的
高频振荡器不振荡；当有物体接近传感器作用表面时，使浮动电极产生的电场发生变化．高
频振荡器产生振荡。振荡器的振荡和停振这两个信号，由整形放大器转换成开关信号，从而
度等)对测量的影响，常常把传感器做成差动的形式，其原理如图3—4所示。当动极板移动
后．cL和〔”z成差动变化，即其中一个电容量增大，而另一个电容量则相应减小，这样可以消
除外界因素所造成的测量误差。
三、变极板面积型电容式传感器
国3—；是一只电容式角位移传感器的原理图
遮盖面积就改变，从而改变了两极板间的电容量。
变厚；反之，板材变薄。此时电桥输出信号也将发生变化，变化量经福合电容c输出给运算
放大器放大整流和滤波；再经差动放大器放大后，一方面由显示仪表读出该时的板材厚度，
另一方面通过反馈回路将偏差信号传送给压力调节装置，调节轧辊与板材间的距离，经过不
断调节，使板材厚度控制在一定误差范围内。
2．频率变换型电客测厚传怠器
—’般来说，差动式要比单组式的传感器好。差动式传感器不但灵敏度高而且线性范围
大，并具有较高的稳定性。
绝大多数电容式传感器可制成一极多板的形式。几层重叠板组成的多片型电容传感器
具省类似的单片电容器的(d一1)倍电容量。多片型相当于一个大面积的单片电容传感器，
但是它能缩小尺寸。
六、电容式传感器的输出特性
不超过1％‘
电容式传感器的灵敏度定义为电容变化与所引起该变化的可动部件的机械位移变化之
比。乎板型改变面积的线位移传感器的灵敏度为
AC 6
万—Z
式中6为极扳宽度(cm)，‘和d的意义及单位同式(3—1)。
平板型改变极距的线位移传感器的灵敏度为
A『c4
面＝万
显然．改变极距的传感器能够用减少极距4来增加灵敏度
耗，即引线电阻，电容器支架和极板的电阻。电感L由
电容器本身的电感和外部引线电感组成。
由等效电路可知，等效电路有一个谐振领率，通
常为几十兆赫，当工作频率等于或接近谐振频率时，谐振频率破坏了电容的正常作用。因此，应该选择低于谐振频率的工作频率，否则电容传感
器不能正常工作。
第四节电容式传感器应用举例()
电容传感器由于检测头结构简单，可以不用有机材料和磁性材料构成．所以它能经受相
动时、不影响电容器的输出特性。
四、变介质型电容式传惑器
图3—7为一种改变工作介质的电容式传感器
。d—p“J? J1
i十一
62 e1
c5＝6(Z—d)扁C＝6d下上下十6(J—M)了音—
生45l glt；
式中6—一—极板宽度。
设在电极小无i介质时的电容量为co
＝c9十认于JJ
太十左
式(313)表明．电容量c与位移d成线性关系。
线状态下、使它处于从“ON”到“OFF”的临界点上，记下电位器的位置；接着将电位器调节到
两位置的中间位置上，此时．传感器加电便处于工作状态。
注油时，首光计算好待注油x射线源的所需油量并换算成高度A5然后将传感器中心调
节到高度略大于A处，并固定好、当注面到溢面到达A高度时，传感器将动作，输出高电平、
使继电器断开；进而控制放油电磁闷动作，使之关断，停止注泊。此时，传感器同时驱动峰鸣
第三章电容式传感器
电容测量技术近几年来有了很大进展，它不但广泛用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量，而且，还逐步扩大应用于压力、差压、液面、料面、成分含量等方面的测量。由于电容式传感器具有一系列突出的优点：如结构简单，体积小，分辨率高，可非接触测量等。这些优点，随着电子技术的迅速发展，特别是集成电路的出现，将得到进一步的体现。而它存在的分布电容、非线性等缺点又将不断地得到克服，因此电容式传感器在非电测量和自动检测中得到了广泛的应用。
极板的距离均为d。．当中心电极在机械
位移的作用·厂发生位移AJ时，则传感器
电容量分别为
l刁JL
1
4罢＜1．上两式可按级数展开，得
cicDLll罢l(安1’t(案)’l
c2—e[1—瓮l(罢)”—(瓮J“f
c2＝42等t 2侩)‘t
箕—z等r1—
略去高次项测瓮与笑近似成线性关系：
芒、2等
此式可表示为图3—8的曲线。
(3—2)
(3—3)
当Ad《Ju时，1…菩*1，则式(3—3)可以简化为
一W
一一这时c1与AJ近似呈线性关系，所以改变极板距离的电容式传感器注注是设计成Ad在极
小的范围内变化。
另外，由图3—2可以看出，当众。较小时，对于同样的AJ变化所引起的电容变化量Ac
可以增大，从而使传感器的灵敏度提高；但JI过小时，容易引起电容器击穿。改善击穿条件
地被应用在厚度、位移、压力、速度、浓度、物位等物理量测量中。下面举几例来说明电容传感
器的应用情况。
一、电容传感器在板材轧制装置中的应用——电容式测厚仅
电容式测厚仪的关键部件之一就是电容测厚传感器。在板材轧制过程中由它监油金属
板材的厚度变化情况，该厚度量的变化现阶段常采用独立双电容测厚传感器来检测。它能克
将被测电容c1，c：作为各变换振荡器的回路电容，振荡器的其他参数为固定值
电路如图3I 9(6)所示。图中co为辐合和寄生电容，振荡颇率／为
／——；＝兰；＝
2n√人(C，十CD)
因为
设两传感器极板距离固定为Jo，若在同一时刻分别测很上、下极板与金届板材上、下表
面距离为士、，久。·则被测金届板材的厚度6＝众。一(J，，十J1。)。由此可见，振荡频率包含7电
式(3—4)、(3—7)、(3—9)、(3—13)给出了单组式传感器的基本设计公式*差动式电容可以根据两个独立的、在一定位移范围内的单组电容cI和c2来计算。对于经常采用的、改变极距型的传感器，其输出特性可如下求得：
差动电容传感器的结构如图3—4所示．其输出特性曲线如图3—8所示。在零点位置k设
置一个可动的接地小心电极，它离两块置一个可动的接地小心电极，它离两块
真空注油机是x射线源生产中的关键设备，其中的溢油量控制与x射线源的热设计密
切相关．送油量过大，在x射线源连续工作时，可能因膨胀不足而引起绝缘油渗漏；溢油量
过小，环境温度较低时，膨胀鼓可能因收缩虽不足而使源内产生负压使气体渗入。原来的注
油系统，溢油量控制均采用人工观察，手动控制．这显然不符合现代生产的要求。1994年，重
起到“开”、”关”的控制作用。
不动作时，图中白黑引线间输出高电乎yA载无电流流通．负载(继电器或接触器等)将
不动作。
真空注油攫油自动控制系统如图3—21所示。其溢油自动控制工作过程如下t
首先，调节传感器的初始工作状态。调整过程为：在玻璃瓶空时，调节传感器的灵敏度．
使它处于从“OFF”到“ON”的临界点、记下电位器的位置；然后在瓶中油面接近传感器中心
器和红色指示灯片，给出卢光指示，提醒工作人员作进一步处理。
传感器本身能提供最大为200mA的驱动电流．这对一般负载(执行器)已足够L倘若
不够．再加一级电流驱动器，即可适应使用。
在系统设计时，该传感器用于送位控制的难点在于；环境温度高；不能污染真空系统．只
能间接测量；周围均是金属物体，绝缘油的极性很小；负载于扰较大，为此在结构和电路上均
容传感器纳间距J．的信息。各频率值通过自取样计数器(可采用16位快速同步计数器取
样)获得数字量，然后由微机进行函数处理，消除非线性频率变换产生的误差．无需A／D转
换，也无需用先进的非线性变换，就可获得误差极小的板材厚度。因此、频率变换型电容测厚
系统得到广泛使用。
二、屯容传感器在真空注油视疆油自动控制中的应用
当动极板有一个角位移6时
当9＝o时，则式中el——介电常数。
当6760时，则
图3—6为圆柱形电容式位移传感器。在初始的位置(即“＝o)时
此时电容量为
co＝材
式中J、从和Dl的单位为cm，c。的单位为pF。
当动极板发生位移“后，其电容量为c＝c。一C于(3—t3)
即(‘’i d基本上成线性关系。采用圆柱形电容器的原因．主要是考虑到动极板稍作径向移
差动电容式传感器的相对非线性误差r近似为
然而，非差动式电容传感器的非线性误差可由如下分析知道，以式(3—3)
c＝co—上面
笑＝笑(1
琶—罢[、t笑t
电容传感器的非线性误差为
AC
显然，差动式传感器的非线性误差r比单一电容传感器的非线性误差rI大大地降低。
当与适当的测量电路配合后，它的输出待性在关＝土33％的范围内，偏离直线的误差
服两电容并联或串联式传感器的缺点。应用独立双电容传感器，通过对被测板材在同一位
置、同一时刻实时取样能使其测量精度大大提高。独立双电容测厚传感器一殷分为运算型电
容传感器和频率变换型电容传感器两种。前者对o．5—1．omm厚度的薄钢板进行测量．其
测量误差小于20Pm；后者其测量误差小于o．3Pm o
当被轧制板材的厚度相对于要求值发生变化时，则c‘变化。若c。增大，表示板材厚度
新设计了真空注油机溢油系统，采用了oMRON公司生产的一种新型液位控制传感器一—一
只2K—c型静电电容式传感器，实现了溢油量的自动控制。
E2K—c型静电电容式传感器按其供电电压可分为直流型和交流型．按其输出方式又可
分成NPN开关输出型和PNP开关输出型两种。现以直流NPN开关输出型置2K—c25MEl
的办法是在极板间放置云母片，如图3—3所示。此时电容c变为
c——i?
云母的相对介电系数，午
空气的介电系数，s。＝15
云母片的厚度；
空气朗厚度。
云母的相对介电系数为空气的7倍，其击穿电压不小于103kv／mm、而空气的击穿电压仅为3kv／mm。即使厚度为o．01mm e6云母片．它的击穿电压也不小于10kv／mm。因此有