上节对电容传感器的特性分析是在纯电容条件下进行的。这在可忽略传感器附加损耗的一般情况下也是可行的。若考虑电容传感器在高温、高湿及高频励磁条件下工作而不可忽视其附加损耗和电效应影响时,其等效电路如图4-4所示。
图4-4中 C 为传感器电容, R 1 为低频损耗并联电阻,它包含极板间漏电和介质损耗; R s 为高温、高湿和高频励磁工作时的串联损耗电阻,它包含导线、极板间和金属支座等损耗电阻; L 为电容器及引线电感; C p 为寄生电容,消灭寄生电容影响是电容传感器实用的关键。在实际应用中,特别是在高频激励时,尤需考虑 L 的存在,其存在会使传感器有效电容 C e = C /(1- ω 2 LC ) 变化,从而引起传感器有效灵敏度的改变,即
图4-4 电容传感的等效电路
在此情况下,每当改变励磁频率或者更换传输电缆时都必须对测量系统重新进行标定。
电容式传感器的等效电路存在谐振频率,通常为几十兆赫兹。供电电源频率必须低于该谐振频率,一般为其1/3~1/2,传感器才能正常工作。