如果我们进一步考察上图,可以清楚地发现更多的优点。寄生电容对初始近似没有任何影响。在节点A趋向零的寄生电容具有零电位;节点B不为零电位,但是,它通过一个已定义的低阻电位反馈,所以在该节点的寄生电容将充电到一个不影响已测量结果的平均值。从节点A到节点B的寄生电容总是平行于测量单元,并且总是以偏移量的形式出现。
可用的电容/数字转换器可以提供非常高的性能。例如,模拟器件公司提供的AD7745就达到了24位分辨率和16位精度。
容性传感器
过去的电容分析系统需要比较大的测量电容和触摸时的大电容变化。这种对足够大变化的要求常常给传感器制造商带来麻烦,而较小的电容传感器就不会出现这些问题。例如,典型的150pF湿敏传感器不仅非常昂贵(因为它们的容值比较大),而且更易于出错并且长期稳定性也比较低。
电容器的容值可以其结构为基础进行计算:
C = εoεr A/d
其中,εo是自由空间的介电常数,εr是材料的介电常数,A是稳定的金属板面积,而d是两电极之间的距离。除了若干例外情况之外,如压力传感器,所有容性传感器都利用金属板表面或电介质的变化来测量电容的变化。大多传感器采用两种方法进行分类:1. 根据金属板几何面积变化进行分类,如液位传感或位移传感器;2. 根据材料的介电常数εr的变化进行分类,如接近传感器或湿敏传感器。
电介质传感器的典型例子是湿敏传感器,它采用湿敏聚合体层作为电介质。随着湿度的增加,越来越多的水分子被沉积下来,因此,εr会增加。确定液体纯度的传感器—如石油或燃油传感器—本质上由两块固定的极板构成,以液体本身形成电介质。所需要的液体特性由经验来确定(也就是对石油或燃油中所增加的水分子)。温度发挥决定性的作用并且也必须可靠地确定下来。确定电介质变化的简单接近传感器通常需要最为精密的测量电子系统。