实验二：电容传感器性能测试实验
一．
实验类型：验证型。
二．学时分配：2学时。三．实验目的：
1．电容传感器原理及典型应用。
2．掌握用示波器测量振荡频率的方法
四．实验原理：
电容式传感器的基本原理可以从图中来说明。当忽略边缘效应时，其电容C为：
C=εS/δ=εrε0S/δ
其中：
S-极板相对覆盖面积；δ-极板间距离；εr-相对介电常数；ε0-真空介电常数；
ε-电容极板间介质的介电常数。
实际应用时，常常仅改变δ、S、ε之中的一个参数使C变化。电容式传感器可以分为三种基本类型：变间距、变面积、变介电常数型。
电容/电压变换器是双T型标准变换电路，功能为将输入两个电容器电容的差值转换为电压信号输出。图中e为一对称方波的高频电压源；C1、C2为差动式传感器的电容；RL为负载电阻；V1，V2为两个二极管；R1，R2为固定电阻。
电路工作原理如下：当电源e为正半周时，V1导通，V2截止，电容C1很快被充电至电压E，电源E经R1以电流I1向负载RL供电。与此同时，电容C2经R2和RL放电，放电电流为I2（t）。流经RL的电流IL（t）的电流是I1（t）和I2（t）之和。当电源e为负半周时，V1截止，V2导通，
此时C2很快被充电至电压E，而流经RL的电流IL′（t）为由E供给的电流I2′和C1的放电电流I1′（t）之和。如果V1与V2的特性相同，且C1=C2，R1=R2=R则流经RL的电流IL（t）和IL′（t）的平均值大小相等，极性相反。因此，在一个周期内流经RL的平均电流为零，RL无输出信号。当C1、C2变化时，在RL产生平均电流不为零，因而有信号输出。
利用电路分析求得在电源E负半周内电路的输出为：
IL′（t）=[E/（R+RL）]（1-e-t/τ1）τ1=[R（ 