电容式传感器详解：原理、应用与测量电路

第五章《传感器原理及应用》由王殿生教授主讲，专注于电容式传感器的详细介绍。电容式传感器是一种利用电容器作为敏感元件，将被测非电物理量如位移、振动、压力、加速度、液位和成分含量等的变化转化为电容值变化的传感器。其工作原理是基于两个平行金属板间的电容，电容值C与其间的介质介电常数ε、面积A和间距d有关。当这些参数发生变化时，电容器的电容量随之改变，通过测量这个变化，可以实现对被测物理量的转换和量化。 电容式传感器主要有三种类型：变极距型，即通过调整极板间距来感知信号；变面积型，通过改变两极板的接触面积来响应；以及变介电常数型，利用介质的介电常数变化来探测外部环境。章节内容分为四个部分：第一部分介绍电容式传感器的工作原理和结构，包括基本的电容计算公式；第二部分探讨等效电路模型，有助于理解传感器如何将物理信号转化为电信号；第三部分则深入到实际的测量电路设计，这是实现电容式传感器功能的关键环节；最后，第四部分讨论电容式传感器在实际应用中的广泛性，包括各种具体的应用实例。 教材参考了第二版和第三版，列举了相关的习题，让学生可以通过实践进一步掌握理论知识。学习这一章节有助于理解电容式传感器的内部工作机制，对于从事传感与控制领域的研究和工程实践具有重要意义。