容柵傳感器的工作原理
容柵傳感器是一種基于變面積工作原理，可測量大位移的電容式數字傳感器。它與其它數字式位移傳感器，如光柵、感應同步器等相比，具有體積小、結構簡單、分辨率和準確度高、測量速度快、功耗小、成本低、對使用環境要求不高等突出的特點，因此在電子測量技術中占有十分重要的地位。
容柵傳感器的工作原理是根據平板電容理論而來。一般容柵傳感器的結構包括動柵板和定柵板。動柵板包含發射極和接收極，定柵板包含反射極。反射極分別和發射極、接收極形成平板電容器。通過在發射極上施加n相激勵信號，反射極將此信號反射到接收極，隨著動柵板的移動，接收極的感應信號的幅度變化不大，而相位變化與位移量成一定函數關系：
θ（x）=arctan［（1-2x／w）／（1+√2）］（1）
其中，x為位移量，w為小發射極寬度。當位移發生一個w寬度變化時，接收極產生360°／n的相差。設激勵信號的周期為T，則有：
T=N·β（2）
式中：β為最小計時單位，N為常數。而每周期代表位移量為L（本系統為0．508mm），在每周期中β代表一個小相位，則一個周期被分解為N個小相位，每個小相位代表位移量即最小分辨率：
△l=L／N（3）
本系統N為512，即最小分辨率約為0．001mm。對于最大測量速度Vmax，因為在一個周期內最多能分辨N個相位，所以有：
Vmax=L／T（4）
容柵傳感器的特點
在整個測量系統中，容柵傳感器的主要作用是把機械位移量轉變成電信號的相位變化量，然后送給測量電路進行數據處理。容柵傳感器通過精密電壓比較器TLC354進行控制，由繼電器供電，由CPU89C52提供所需的激勵信號，同時接收其感應信號，并通過鑒相型電路測量出激勵信號與感應信號的相位差，經過一系列的變化，即可得出活塞移動的長度距離。
容柵傳感器相對于其他類型的傳感器有許多突出的優點：
1、量程大、分辨率高。在線位移測量時，分辨率為2mm時，量程可達到20m，在角位移測量時，分辨率為0.1°時，量程為4096圈。其測量速度也比較高，測量線速度可達到1.5m/s。
2、容柵測量屬非接觸式測量，因此容柵傳感器具有非接觸傳感器的優點，諸如測量時摩擦阻力可以減到最小，不會因為測量部件的表面磨損而導致測量精度下降。
3、結構簡單。容柵傳感器的敏感元件主要由動柵和靜柵組成，信號線可以全部從靜柵上引出，作為運動部件的動柵可以沒有引線，為傳感器的設計帶來很大的方便。
4、配用專用集成電路的容柵傳感器是一種數字傳感器，和計算機的接口方便，便于長距離傳送信號，幾乎無數據傳輸誤差。數據更新速率可以達到每秒50次。
5、功耗極小。正常工作電流小于10mA，傳感器敏感元件可以長期工作，一粒鈕扣電池可以連續工作1年以上。利用這個特點，可以設計出準絕對式的位移傳感器。
6、在價格上有很大優勢，其性能價格比遠高于同類傳感器。