单极板微位移电容传感器结构设计与优化

冯佳; 李佩玥; 尹志生; 隋永新; 杨怀江

doi:10.13873/j.1000-97872014.07.035

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单极板微位移电容传感器结构设计与优化

设计与制造 | 更新时间：2025-09-11

- 单极板微位移电容传感器结构设计与优化
- Structure design and optimization of single-plate capacitive sensor for micro displacement measuring
- 传感器与微系统 2014年33卷第7期页码：63-66
- 作者机构：
  
  1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室
  2. 中国科学院大学
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家重大科技专项“02”专题项目（2009ZX02205）
- DOI：10.13873/j.1000-97872014.07.035
  中图分类号： TP212
- 纸质出版：2014
- 稿件说明：
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[1]冯佳,李佩玥,尹志生,隋永新,杨怀江.单极板微位移电容传感器结构设计与优化[J].传感器与微系统,2014,33(07):63-66.

FENG Jia, LI Pei-yue, YIN Zhi-sheng, et al. Structure design and optimization of single-plate capacitive sensor for micro displacement measuring[J]. 2014, 33(7): 63-66.
[1]冯佳,李佩玥,尹志生,隋永新,杨怀江.单极板微位移电容传感器结构设计与优化[J].传感器与微系统,2014,33(07):63-66. DOI： 10.13873/j.1000-97872014.07.035.

FENG Jia, LI Pei-yue, YIN Zhi-sheng, et al. Structure design and optimization of single-plate capacitive sensor for micro displacement measuring[J]. 2014, 33(7): 63-66. DOI： 10.13873/j.1000-97872014.07.035.

摘要

根据单极板微位移电容传感器结构优化设计的问题

提出了一种基于纵横推进法的电磁场仿真参数化建模方法。在建立合理的单极板电容传感器电磁仿真参数模型基础上

首先通过仿真实验选择保护环和绝缘层缺口的最优值。然后依据仿真得到的最优值

选择结构与最优值接近的电容传感器产品对比

取得了较好的研究结果

电容仿真值与实际测量值误差小于0.3%。最后对电容传感器极板倾斜对测量结果的影响进行了研究

极板倾斜2°时测量误差为1.6%。电容传感器结构优化结果满足实际工程要求。

Abstract

According to problem of structure optimal design of single-plate capacitive sensor for micro displacement measuring

a parametric modeling method for electromagnetic field simulation based on vertical and horizontal propulsion means is presented.First

on the basis of establishing reasonable electromagnetism simulation parameter model for single-plate capacitive sensor

through simulation experiment chooses optimal value for guard ring and the gap for insulating layer.Then according to optimal value obtaine by simulation experiment

comparing to the actual capacitive sensor of structure approximation to optimal value

achieve good results

error of simulation results and actual measurement capacitance value is less than 0.3 %.Finally

influence of tilt plate of capacitive sensor on measuring result is studied

when the tilt angle is 2°

error of measurement value is 1.6 %.Structure optimal result for capacitive sensor meet for practical engineering requirement.

关键词

Keywords

references

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