根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，設(shè)此電容式角度傳感器靜片的半徑為R，轉(zhuǎn)動片與靜片之間的距離(即極板間距)為d，空氣的介電常數(shù)為En，轉(zhuǎn)動過程中，每個(gè)張角為90~的轉(zhuǎn)動片與靜片相對面積的變化量為△s．初始狀態(tài)轉(zhuǎn)動片與靜片相對面積為零，則△S1=△S2=△s．因?yàn)椋?p>

　　總的電容變化量為：

　　設(shè)轉(zhuǎn)動片從初始位置開始，相對于靜片轉(zhuǎn)過的角度為口，當(dāng)

　　由式(4)～式(7)可知，電容變化量是隨角度變化周期性變化的，在0～3印。內(nèi)的每個(gè)象限，電容的變化量與角度變化量0都成線性關(guān)系，變化量最大為：

　　3 電容信號測量及其轉(zhuǎn)化電路

　　3．1 電容一電壓轉(zhuǎn)犢電路CAV424

　　CAV424是一種多用途的處理各種電容式傳感器信號轉(zhuǎn)換的集成電路，能夠?qū)㈦娙菪盘栟D(zhuǎn)換成電壓信號。它同時(shí)具有信號采集(相對電容量的變化)、處理和差分電壓輸出的功能，能夠測量出被測電容和參考電容的差值，即在相對于參考電容值(10 PF～2 nF)5％ ～100％的變化范圍內(nèi)的電容值，并將其轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的差分電壓輸出，具有高檢測靈敏度；同時(shí)它還集成了內(nèi)置溫度傳感器，當(dāng)需要數(shù)字化信號修正時(shí)可直接用來監(jiān)測溫度。利用CAV424作為電容傳感器的調(diào)理電路，可克服寄生電容和環(huán)境變化的影響，提高了測量精度和抗干擾能力。同時(shí)傳感器外接元件較少，處理電路比較簡單，儀器體積小。