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1.可变极距电容传感器
以平行板电容器为例，其中一个板固定，另一个板可移动。初始时，两板间的距离为d0。当板间距变化δd时，电容值相应地增加。电容的相对变化与位移之间的关系是非线性的。在允许的误差范围内，可以忽略高阶项，从而得到近似的线性关系。电容式传感器的静态灵敏度为0。若主要考虑二次非线性项，其他高阶项被忽略，则非线性误差可通过特定公式计算。随着极距的减小，非线性误差增大，通常极距范围为δd/d0≈0.1。因此，这类传感器主要适用于测量小位移（范围在0.01微米至1毫米之间）。为了提高灵敏度并减小非线性误差，常在实际应用中采用差动电容传感器。差动电容传感器总电容的变化可由下式表示，其非线性误差显著降低，灵敏度是单极电容传感器的两倍。
2.可变面积电容传感器
当一个极板移动时，两极板之间的相对覆盖面积发生变化，进而导致电容值的变化。这种传感器可用于测量位移，并且有多种极板设计，包括平行板、圆柱形和锯齿形等。这些传感器通常具有良好的线性特性。移动板线性位移时，电容的变化如下所示，其中k为灵敏度，输出与输入呈线性关系，灵敏度为常数。平行板结构对极距变化非常敏感，可能会影响测量精度，而圆柱形结构因受径向变化影响较小，因此在实际应用中更为常见。移动圆柱体导致重叠长度变化时，电容的变化如下：其中k为灵敏度。
3.可变介质电容传感器
如何找到差动电容器的中点，差动式电容器是测量控制场合中最常用的电容式传感器，差动式电容器的灵敏度比单极式提高一倍，所以中点非线性也大为减小，通过静电引力给测量带可以准确找到差动电容器的中点并能有效地改善由于温度等环境影响所造成的误差。在小位移，荷重及振动测量方面有广泛的应用。
差动式电容传感器优点：
1、差动电传感器采用差动连接，能够在机械位移很小时，输出电变化内量与机械线位移容有很好的线性关系，精度很高。
2、由于电容极板间一般都是无机物，如空气、石英等材料，不易受到强磁场干扰，稳定性好。
3、对于环境干扰，电磁吸引力、静电引力有一定的补偿作用，还能改善特性曲线的线性度。
4、差动式电容传感器的灵敏度比单极式提高一倍，而且非线性也大为减小，同时还能减小静电引力给测量带来的影响，并能有效地改善由于温度等环境影响所造成的误差。
扩展资料：
1、差动式电容传感器的结构
固定极板与水平仪底座和测量平面固定在一起，动极板由悬丝悬挂，当被测平面有一定倾角时，由于重力作用，动极板始终保持竖直状态，与一固定极板的极距减小，而与另一极板极距增大，形成差动输出，由于所测倾角变化极小，可认为动极板与固定极板始终平行。
2、差动式电容传感器的主要用途
差动式电容传感器可用来测量直线位移、角位移、振动振幅。尤其适合测温、高频振动振幅、精密轴系回转精度、加速度等机械量。还可用来测量压力、差压力、液位、料面、粮食中的水分含量、非金属材料的涂层、油膜厚度、测量电介质的湿度、密度、厚度等。
在小位移，荷重及振动测量方面有广泛的应用。
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