变极距型电容传感器

变极距型电容传感器分为可动极板，一般称为动片和固定极板，当动片因被测量变化引起移动时，就改变了两极板间的距离d，从而使电容量发生变化。设初始极距为d，则

若电容器极板距离由初始值d缩小Δd不是线性关系。但是，若时。则式可以简化为

此时，C与Δd近似为线性关系，所以变极距型电容式传感器只有在Δd/d很小时，才有近似的线性关系，一般位移应小于间距的1/10。

在实际应用中，为了改善非线性、提高灵敏度和减少外界干扰的影响，电容传感器常做成差动形式。

电容上的任何压力差导致隔膜在压力的方向上弯曲。传感膜片是精密制造的弹簧元件，其位移是所施加力的可预测函数。在这种情况下施加的力只能是根据标准的方程式F = PA作用在隔膜表面区域上的压差的函数。

在这种情况下，我们有两个由两个流体压力相互作用引起的力，所以我们方程可以重写，以描述作为压差（P1 - P2）和膜片面积函数的合力：F = （P1 - P2）A。电容式传感器结构简单,易于制造,可做得非常小巧，以实现某些特殊的测量。由于隔膜面积是恒定的，并且力可预测地与隔膜位移有关，所以可以计算差压是准确地测量隔膜的位移。

所述电容传感器固有地测量它的两侧之间施加压力差。与该功能一致，该压力仪器具有两个螺纹端口，可以施加流体压力。质量块的下端面也是一个活动电极，它与下固定电极组成另一个电容器C2。本章后面的部分将详细介绍差压变送器的实用性。将传感器的电容转换为表示压力的电子信号所需的所有电子电路都安装在法兰上方的蓝色壳体中。电容压力传感原理的主品是罗斯蒙特3051型差压变送器：

与所有差压变送器一样，3051具有两个端口，流体压力可通过这两个端口施加到传感器上。

电容传感器结构在3051中更复杂，传感膜片的平面垂直于两个隔离膜片的平面。这种“共面”设计比旧式传感器更紧凑，更重要的是它将传感膜片与法兰螺栓应力隔离开来。