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电容电场的边缘效应

发布时间:2014/11/25 21:18:42 访问次数:6214

    此外,在制造电容传感器时,一般要选用温度膨胀系数小、几何尺寸稳定的材料。例如, AD7524JR电极的支架选用陶瓷材料要比塑料或有机玻璃好;电极材料以选用铁镍合金为好;近年来用在陶瓷或石英上喷镀一层金属薄膜来代替电极,效果更好。

   减小温度误差的另一常用措施是采用差动对称结构,在测量电路中加以补偿。

    理想条件下,平行板电容器的电场均匀分布于两极板相互覆盖的空间,但实际上,在极板的边缘附近,电场分布是不均匀的,从而使电容的实际计算公式变得相当复杂。这种电场的边缘效应相当于传感器并联了一个附加电容,其结果使传感器的灵敏度下降和非线性增加。

   为了尽量减少边缘效应,首先应增大电容器的初始电容量,即增大极板面积和减小极板间距。此外,加装等位环是一个有效方法。以圆形平板电容器为例,如图2-97所示在极板A的同一平面内加一个同心环面G。A和G在电气上相互绝缘,二者之间的间隙越小越好。使用时必须始终保持A和G等电位,故称G为等位环,这样就可使A、B间的电场接近理想的均匀分布了。

   加装等位环的电容器有三个端子A、B、G。应该说明的是,它虽然有效地抑制了边缘效应,但也增加了加工工艺难度。另外,为了保持A与G的等电位,一般尽量使二者同为等电位。但有时难以实现,这时就必须加入适当的电子线路。

    此外,在制造电容传感器时,一般要选用温度膨胀系数小、几何尺寸稳定的材料。例如, AD7524JR电极的支架选用陶瓷材料要比塑料或有机玻璃好;电极材料以选用铁镍合金为好;近年来用在陶瓷或石英上喷镀一层金属薄膜来代替电极,效果更好。

   减小温度误差的另一常用措施是采用差动对称结构,在测量电路中加以补偿。

    理想条件下,平行板电容器的电场均匀分布于两极板相互覆盖的空间,但实际上,在极板的边缘附近,电场分布是不均匀的,从而使电容的实际计算公式变得相当复杂。这种电场的边缘效应相当于传感器并联了一个附加电容,其结果使传感器的灵敏度下降和非线性增加。

   为了尽量减少边缘效应,首先应增大电容器的初始电容量,即增大极板面积和减小极板间距。此外,加装等位环是一个有效方法。以圆形平板电容器为例,如图2-97所示在极板A的同一平面内加一个同心环面G。A和G在电气上相互绝缘,二者之间的间隙越小越好。使用时必须始终保持A和G等电位,故称G为等位环,这样就可使A、B间的电场接近理想的均匀分布了。

   加装等位环的电容器有三个端子A、B、G。应该说明的是,它虽然有效地抑制了边缘效应,但也增加了加工工艺难度。另外,为了保持A与G的等电位,一般尽量使二者同为等电位。但有时难以实现,这时就必须加入适当的电子线路。

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