差动式电容传感器是怎么实现测量的？

Question

如题所述

Answer 1

差动式电容传感器是一种常用于测量位移、压力等物理量的传感器。它通过测量两个电容器之间的电容差异来实现物理量的测量。具体而言，差动式电容传感器由两个相同的电容器组成，一个固定在测量系统上，另一个则与待测物理量相连，随着物理量的变化而发生变化。两个电容器的电容分别为 C1 和 C2，它们并联的等效电容 Cx 为：
Cx = C1 + C2
同时，两个电容器分别与一个放电电路相连，通过与电容器并联的电阻 R 进行放电，从而使得电容器的电荷量降低。由于两个电容器初始状态下的电荷量相等，放电电路中的电流 I 也相等，因此当前时刻电容器的电荷量 q1 和 q2 分别为：
q1 = C1 * V
q2 = C2 * V
其中，V 是电容器的电势差。随着待测物理量的变化，电容器的电容值发生改变，因此 V 也会发生变化。此时，由于 C1 和 C2 之间存在差异，因此 V1 和 V2 也存在差异。通过测量 V1 和 V2 之间的差异，即可获取待测物理量的信息。
差动式电容传感器具有结构简单、精度高等优点，并且还可以通过增加电容器数目、采用更高精度的电容器等方式来提高精度。不过需要注意的是，在实际应用过程中，电容器的电容值和放电电路的设计等都会对测量精度产生影响，需要进行合理的设计和优化。

Answer 2

差动测量:两个完全相同的传感器
传感器差动结构：
固定极板与水平仪水平仪 的供应商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。

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。