电容传感器有以下优点。

（1）简易的构造，小体积，低价钱；

（2）较快的响应速度，合适用于在线检测；

（3）可实现间接检测 ，有较好的稳定性能；

（4）极间电磁吸引力很微弱，较高的灵敏性，较高的检测精度；

（5）可在辐射、高温和振动强烈等恶劣环境下正常工作。

由于电容传感器有许多的优点，一度在国内外都有大量研究人员研究的一种传感器[13,14]。

因此在运用中，应注意以下特征参数作为选择或计划电容传感器的要求。

（1）低漂移，低温漂；

（2）灵敏度高，稳定性好；

（3）较小的寄生电容影响；

（4）检测频率的范围；

（5）对外界电磁滋扰免疫；

（6）电路设计的复杂性和经济性。

2。2电容传感器检测电路的设计

2。2。1几种电容检测电路的比较

现有的各类电容传感器的电容值大多为几个 pF 到几百个 pF，由此看来电容传感器的电容值太小。因此在设计检测电容的电路时，一般都是为满足较小电容的检测来考虑。一般情况下，根据检测原理可将电容检测电路分为以下：运算放大器式检测电路、脉冲宽度调制式检测电路、差动充放电法检测电路、谐振式检测电路、交流激励式检测电路和交流电桥式检测电路六种检测电路。随着电子技术的日趋繁荣，对电容检测电路的各种改进与创新种类也越来越丰富。文献综述

（1）运算放大器式测量电路

运算放大器式检测电路，如图2-2所示。按照运算放大器的构造方法可知，令它的Ri和放大的效率很大。当把Cx接在运算放大器的负反馈电路上时，有式2-2建立。

式中， Vi——激励信号；V0——输出信号； C ——固定电容；Cx ——被测电容。由式 2-2可知，通过输出信号V0的测量，就可得到要求的被测电容Cx。

图2-2 运算放大器式检测电路

运算放大器式电容检测电路有较高的检测精度，线性度高，较好的抗干扰性能，能很好的适用于各种自动测量系统。但该方法不仅对于检测时电源、电压的稳定性能要求较高，且电路中的固定电容C和放大倍数的大小对测量系统的测量范围有较大的影响。

（2）交流电桥式检测电路

交流电桥式测量电路，如图2-3所示，是基于普通交流电桥测电阻的方法，将被测电容Cx与可调节参考电容C接入其中两个桥臂上。在检测时，先将电压和频率均一样的信号源分别接到此中两个桥臂上，当被测物含水量发生改变引起被测电容的阻抗的转变，导致交流电桥不平衡，按照交流电桥的稳定条件，通过调节参考阻抗使电桥恢复稳定得到待测电容CX的值。

交流电桥式检测电路具有较高的检测精度的特性，有利于在电容的检测要求高的地方应用。由于电桥不能够自动平衡，在实际测量系统中不能实现自动化控制。另外，该电路没有照顾到杂散电容因素的干扰。

图2-3 交流电桥式检测电路

（3）脉冲宽度调制式检测电路

脉冲宽度调制式检测电路，如图2-4所示，其检测电路的参考的是由电容充放电原理设计的测量电容值的电路。

图2-4中Cx——被测电容，C——固定电容。测量时，通过对待测电容Cx和固定电容C进行轮流充放电从而产生触发脉冲，将双稳态触发器将进行翻转。从式2-4可以看出其电压值和待测电容值和固定电容值成正比例的线性关系。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

可由式2。3推出（2-4）