差動(dòng)式電容傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理如下：

結(jié)構(gòu)

差動(dòng)式電容傳感器的基本結(jié)構(gòu)通常由兩個(gè)平行板組成，中間夾著被測(cè)介質(zhì)。其中一個(gè)平板位于傳感器的外殼上，作為參考平板，其位置固定不變；另一個(gè)平板與被測(cè)量接觸，作為測(cè)量平板，其位置會(huì)隨著被測(cè)量的變化而變化。參考平板和測(cè)量平板之間形成一個(gè)電容，其大小取決于兩個(gè)平板之間的距離和介質(zhì)的介電常數(shù)。此外，差動(dòng)式電容傳感器通常還包括一個(gè)鎖相放大器和一個(gè)相位調(diào)節(jié)器，用于檢測(cè)電容變化并將其轉(zhuǎn)化為電壓輸出。

工作原理

差動(dòng)式電容傳感器的工作原理基于電容器的基本原理，即電容器的電容量與兩個(gè)導(dǎo)體板之間的距離、面積以及介電常數(shù)有關(guān)。當(dāng)被測(cè)量（如位移、壓力等）發(fā)生變化時(shí)，測(cè)量平板與參考平板之間的距離會(huì)隨之變化，導(dǎo)致電容量的變化。由于差動(dòng)式電容傳感器采用兩個(gè)電容器（即兩個(gè)平板對(duì)）的差動(dòng)工作方式，當(dāng)一個(gè)電容器的電容值增加時(shí)，另一個(gè)電容器的電容值會(huì)相應(yīng)減少，或者相反。這種差動(dòng)變化使得傳感器的輸出信號(hào)更加靈敏和準(zhǔn)確。

具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)目標(biāo)物體進(jìn)入電容腔內(nèi)時(shí)，由于電磁耦合作用，電容會(huì)發(fā)生變化。這種變化通過(guò)電子元件的轉(zhuǎn)換，造成輸出電流的變化。鎖相放大器用于檢測(cè)這種電容變化，并將信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓輸出。相位調(diào)節(jié)器則用于調(diào)節(jié)相位，以確保鎖相放大器輸出的信號(hào)與輸入信號(hào)同步。這樣，即使在高噪聲環(huán)境下，也可以得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

由于差動(dòng)式電容傳感器具有較大的響應(yīng)速度、低電耗、精確寬帶等性能，且分辨率和頻率響應(yīng)高、耐壓性和抗干擾性能好，因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人應(yīng)用（如內(nèi)部機(jī)器檢測(cè)、位移控制以及坐標(biāo)定位等）、檢測(cè)儀器（如壓力開(kāi)關(guān)、流量?jī)x等）以及工業(yè)自動(dòng)化、天平、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域。