电容式传感器距离测量原理及公式

电容式传感器距离测量原理

电容式传感器利用电容与距离的关系来测量距离。当两个导体之间施加电压时，它们之间会形成电场并存储电荷，这种储存电荷的能力称为电容。电容的大小与导体的形状、尺寸以及它们之间距离有关。

以下是两种常见电容结构的电容计算公式：

1. 平行板电容器:

C = 𝜀0 * 𝜀r * A / d

其中：

• C 表示电容 * 𝜀0 表示真空介电常数 * 𝜀r 表示相对介电常数 * A 表示两个电极重叠的面积 * d 表示两个平行板之间的距离

2. 圆柱形电容器:

C = 2 * π * 𝜀0 * 𝜀r * L / ln(D2 / D1)

其中：

• C 表示电容 * 𝜀0 表示真空介电常数 * 𝜀r 表示相对介电常数 * L 表示两个圆柱体电极的重叠长度 * D1 表示内部电极的直径 * D2 表示外部电极的直径

通过测量电容的变化，可以推算出电容传感器与目标物体之间的距离变化。电容式传感器具有灵敏度高、响应速度快、功耗低等优点，被广泛应用于非接触式距离测量、位移测量、液位测量等领域。