單一平面電容傳感器原理與應用
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已知的電容傳感器很少將極板置于同一平面，如圖1。若被測物為絕緣體，此種并聯多極板單一平面放置的，電容敏感元件之微小面積增量(ΔF=LΔx)上生成的電容值，按圖中所示的電力線，用近似半圓弧形線代替(也可用近似橢園形線代替)，近似有：
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式中a為極板之間的間隙；L為極板長度；x為沿極板寬度方向的變量；ΔX為寬度變化增量；εx為被測物介電常數，X從0到b/2(b為單塊極板寬度)積分，再乘2，再乘極板對數，得總電容量：
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式中K0為實際情況對上述假設情況的一個修正，同時包含極板的并聯對數(圖中為三對)。由此可知：被測物的組成成分變化能引起總介電常數εx的變化，輸出電容值Cx亦隨之變化，間接測定物料某特定成分；若被測物是介于導體與絕緣體之間，Cx還要并聯C Rx(圖2b)。其中C>>Cx是極板絕緣薄膜(如漆)兩邊面積之間的電容值，Rx為被測物在傳感器極板之間的電阻：Rx=1/Sx，在此Sx是極板間電導，微小極板面積增量(ΔF=LΔx)上的電導ΔSx＝Δ(1/Rx)，亦可近似表為：
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式中σx為被測物的電導率，Sx隨σx變化。

電流流過圖2b電路，其瞬間電流與電壓關系為：
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式中U(s)和I(s)為拉氏運算子電壓與電流；Zx(s)為拉式運算子總阻抗；1/SC為運算子容抗，引入運算子阻抗Z，容抗1/SC與感抗SL之后，電路的微分方程變為代數方程，電路的分析類似于直流電路；只當電信號為穩定的正弦波(或余弦波)時，式中的S=jω為虛數，感抗與容抗才變為jωL與1/jωC；電壓與電流才變為交流有效電壓與有效電流，它類似于富里埃變換，所以圖2b敏感輸出可表示為電容性運算子阻抗Zx：

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若被測物為良導體，Zx便為Cx1與Cx2串聯值(圖2c)。Cx1為傳感器的左邊極板與被測物間的絕緣漆與空氣隙為中間介質的電容量；Cx2為右邊的電容量。Cx1與Cx2隨極板與被測物之間的耦合面積及空氣隙的大小而變化。由上可知：Zx隨被測物εx、Sx、微小空氣隙δx、耦合面積Fx等變化而變化。若被測物厚度＜20～25mm，還與厚度有關。

圖3a的Zx／fx變換輸出：fx≈1/(2RZx)，脈沖占空因素由W調整；圖3b用集成時基電路組成，輸出fx與負脈沖寬度T1為：
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