平面电容传感器参数优化设计及实验

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中图分类号：ＴＰ２１２
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００－９７８７（２０１７）１２００－９５（－－０３
１ｒａｒｈａｍｅｔｅｒｓｏｐｔ・ｉ－ｍｉ－ｚａｔ・ ● ｉｏｎｄｅ＇ｓｉ ‘ ｇｎａｎｄ１ｅＸＤｅｒｌ ● ｍｅｎｔＪＳ０ｔｎｐｌｌａｎａｒｃａｐａｃｉ ■ ｔ・ｉ ■ ｖｅＳｅｎｓｏｒ；
平面电容传感器参数优化设计及实验
詹争，黄云志，李柯
（合肥工业大学电气与Biblioteka Baidu自动化工程学院，安徽合肥２３０００９）
摘
要：平面电容传感器的性能指标由结构参数决定，如何优化结构参数使传感器达到良好的性能是传
感器设计的关键。基于三维有限元仿真模型，研究了感应面积一定的条件下，电极对数、电极宽度与间距
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｅｓｏｆｃｏｐｌａｎａｒｃａｐａｃｉｔｉｖｅｓｅｎｓｏｒａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｓｅｎｓｏｒｄｅｓｉｇｎｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｅｆｆｅｃｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｄｅｗｉｄｔｈ，ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｐａｃｅｒａｄｏｎａｎｄｅｌｅｃ￣ｏｄｅｎｕｍｂｅｒｓｏｎｓｉｇｎａｌｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｓｔｕｃｒｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｓｉｇｎａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｎｏｕｇｈｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｄｅｐｔｈ．ＴｈｅｓｅｎｓｏｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｆａｂｉｒｃａｔｅｄｏｎＰＣＢｏｒｆｄｉｅｌｅｃｔｉｒｃｍａｔｅｉｒａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
２０１７年第３６卷第ｌ２期
传感器与微系统（ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）
９５
ＤＯＩ：１０．１３８７３／Ｊ．１０００－９７８７（２０１７）１２－－００９５－０３
比对传感器信号强度、灵敏度及穿透深度的影响。采用神经网络方法优化结构参数，在保证穿透深度的条
件下，获得较好的信号强度。研制了不同结构参数的ＰＣＢ型平面电容传感器，并将其用于介电材料检测，实验结果证明了传感器参数优化测量的有效性。
关键词：平面电容传感器；传感器性能；结构参数优化
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌａｎａｒｃａｐａｃｉｔｉｖｅｓｅｎｓｏｒ；ｓｅｎｓｏｒｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
ＺＨＡＮＺｈｅｎｇ，ＨＵＡＮＧｒｕｎ－ｚｈｉ，ＬＩＫｅｒ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）