第三章 电容式传感器习题
3-1 电容式传感器有哪些优点和缺点？
答：优点：①测量范围大。金属应变丝由于应变极限的限制，ΔR/R 一般低于 1％，。而半
导体应变片可达 20％，电容传感器电容的相对变化量可大于 100％；
② 灵敏度高。如用比率变压器电桥可测出电容，其相对变化量可以大致 10
－
7
。
③ 动态响应时间短。由于电容式传感器可动部分质量很小，因此其固有频率很高，适
用于动态信号的测量。
④ 机械损失小。电容式传感器电极间吸引力十分微小，又无摩擦存在，其自然热效应甚微 ，
从而保证传感器具有较高的精度。
⑤ 结构简单，适应性强。电容式传感器一般用金属作电极，以无机材料（如玻璃、石
英、陶瓷等）作绝缘支承，因此电容式传感器能承受很大的温度变化和各种形式的强辐射
作用，适合于恶劣环境中工作。
电容式传感器有如下不足：
① 寄生电容影响较大。寄生电容主要指连接电容极板的导线电容和传感器本身的泄漏
电容。寄生电容的存在不但降低了测量灵敏度，而且引起非线性输出，甚至使传感器处于
不稳定的工作状态。
② 当电容式传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。
3-2 分布和寄生电容的存在对电容传感器有什么影响？一般采取哪些措施可以减小其影响。
答：改变传感器总的电容量，甚至有时远大于应该传递的信号引起的电容的变化；使传感
器电容变的不稳定，易随外界因素的变化而变化。
可以采取静电屏蔽措施和电缆驱动技术。
3-3 如何改善单极式变极距型电容传感器的非线性？
答：采用可以差动式结构，可以使非线性误差减小一个数量级。
3－4：答：驱动电缆技术是指传感器与后边转换输出电路间引线采用双层屏蔽电缆，而且
其内屏蔽层与信号传输线（芯线）通过 1：1 放大器实现等电位，由于屏蔽电缆线上有随传
感器输出信号变化而变化的信号电压，所以称之为“电缆驱动技术”。
它能有效地消除芯线与屏蔽层之间的寄生电容。
其中，外屏蔽线则是用来接地以防止其他外部电场干扰，起到一般屏蔽层的作用。内、外
＋
1 ： 1
＿ 内屏蔽层 输出电路
传感器
