多年以来，人们一直在商用范围内使用一种可以探测非金属对象的简易电容式传感器，虽然这种传感器只能探测到很短的距离，一般不超过1公分。电容式传感器是一种利用感应器产生的电场作用来探测邻近目标的一种近距离传感器。这种传感器和雷达有些类似，在用塑料或木头等绝缘物质的情况下，可以感应到传导物质。

与雷达比较，有明显的差别。电容传感器体积小，结构简单，价格便宜，能耗更低。因此，对电容式传感器和它的应用进行了简单的阐述。

什么是电容传感器？

一种用来探测诸如液态或固态的物体而不需要任何身体接触的电子装置叫做电容式传感器。在对这些物体进行探测时，电容式传感器会在探测端形成一个电场。可以探测到任何能够干扰这个电场的物体。

电容式感应器能够探测到的固态物质有纸，塑料，玻璃，布料和木材。电容式传感器能够探测到的液体有油，油漆，水等。

电容式传感器工作原理

电容式感应器和一般电容器的工作原理相同。其中，感应表面上的金属片与振荡器电路电连接，而被探测到的物体可以作为电容器的下一片电路板。与感应传感器一起产生电磁场

不同的是，电容器传感器会形成一个静电场。

静电场的生成

下面是一个电容式传感器的方框图。图中显示了内部的电容图。本发明涉及一种由两个金属电极构成的高频振荡器。当一个物体接近一个感应表面时，就会进入一个电极场，从而使其电容发生变化。

这样，当振幅达到某一值时，振荡器就会开始振动，从而改变感测器的输出状态。当物体离开电容器传感器时，振荡器的幅度会降低，使电容器传感器回到原来的位置。

这种感应器通常可以探测1~25 mm，有些感应器可以探测2吋。

这种传感器能够很好地探测到目标的介电性能。这样就可以在非金属容器中探测材料，因为液体的介电常数远高于容器。这样，就可以让传感器看到整个集装箱和探测到液体。为了更好的运行，他们必须在一定的温度和湿度条件下工作。

电容式传感器公式

电容式传感器是一种电容式传感元件。其基本原理是电容耦合。这种传感器能够简单的探测和测量各种物体，例如运动，化学成分，位移，电场，以及其它一些可以转换为介质或运动的变量，例如加速度，压力，流体成分和水平。

该电容式传感器由以“d”间距和“A”面积构成的两块金属片组成。这样，两端的电容器“C”就可以用下面的公式来表示。

C = ε0*εr*A/h

其中：

“C”是法拉第内的电容

'εr'是绝缘体的相对介电常数

'εo'是自由空间的介电常数

'A'是两个板块的重叠区域

“h”是两块板之间间隙的宽度。

电容式传感器的类型

电容式传感器提供非接触式目标检测。这些传感器不仅可以检测目标的存在与否；但是，它们还可以检测压力、流量、间距、液位等。这可以简单地针对不同行业的不同材料进行。有不同类型的电容传感器，包括以下内容。

微型电容式传感器

这种类型的电容传感器有晶片或圆柱形，可以放置在最紧凑的地方。这些传感器主要用于监控和控制机器过程和工作，就像用于作业计数的探测器一样。为了在狭小的空间内提供最出色的贴合性，小型传感器头需要一个外部放大器。所以在这个外部放大器上，电位器可以用来调节灵敏度。

圆柱形电容式传感器

与 ∅6.5– M12 & M12– M30的微型传感器相比，这种圆柱形电容传感器更大。该传感器主要包括可调节的感应距离、外壳直径范围以及齐平和非齐平安装选项。这些传感器主要直接提供液位检测或非接触式接近检测。

高温电容式传感器

采用高温电容式传感器对传感器头部进行极端温度测试。即便是在最严酷的条件下，这种感应器也能探测到液体的温度和体积。

模拟电容传感器

模拟电容器的工作原理类似于传统的电容式传感器，但其适用的领域也不同。比如，该传感器在检测材料选择、厚度和浓度差异方面优于其他应用。

电容式换能器的应用

电容器传感器的用途如下。

电容式传感器探测并测量带有电介质的导体，而不是空气。

最常用的是这些传感器来测定传导靶的位置。但是，这种传感器还能很好地测量密度，与空气比较，非传导性物质如塑料的介电常数不同。

电容式传感器主要用于测量位置，接近度，加速度，位移，液位和湿度。

电容式触摸屏用作输入装置，用于手机，平板电脑，数字音频播放机等。

这些感应器代替了机械式的按键。

因此，在测量传导靶的位置时，通常采用电容传感器。但是，在密度，厚度和非导电部位的测量中，它们是很有用的。