传感器结构图

液态电极差动电容倾角传感器件结构

如图2-1传感器由两片圆形敷铜板和一

个圆形密封圈组成。一片敷铜板作为静极板，

引出线接地，另一片敷铜板左右对称地刻蚀

出2个可变静极板。这样的结构可获得2倍

的电容变化效果。羁绊表面用聚四氟乙烯薄

膜覆盖，作为电介质使液体与电容极板的电

隔离。旋转时，一边的静电极板浸在液体的面积减小，另一边的静电极板浸在液体的面积增大。由于封入的介电常数比气体的高，因此，液面的流动造成电容发生变化，据此可测出倾斜角。

工作原理： 如图2-1所示，设半圆形面积为S ，水平状态时有：

当有倾角时： d

S

d S ry rk C ⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛-=πθ

πθεεεε2121001 （2-2） d S

d S ry rk C ⎪⎭⎫

⎝

⎛-+⎪

⎭⎫ ⎝⎛+=πθ

πθ

εεεε2121002 （2-3）

()d S C rk ry C C πθεεε0212-=-=∆ （2-4）

()S

d

C rk ry 20εεεπθ-∆= （2-5）

式中 ε0——真空的介电常数；εrk ——空气的相对介电常数；

εry ——电介液的相对介电常数。

由式（2-5）可以看出，倾斜角θ与两极板间电容的变化量C ∆成正比，即测出电容的变化量就可的出倾斜角度的变化量。 构

()C C ry ek ry rk d S d S

d S 2

0001221

21

=+=⨯+⨯=εεεεεεε（2-1）

附录C 、传感器结构图