电容位移传感器是一种非接触电容式原理的精密测量仪器，具有一般非接触式仪器所共有的无磨擦、无损磨特点外，还具有信噪比大，灵敏度高，零漂小，频响宽，非线性小，精度稳定性好，抗电磁干扰能力强和使用操作方便等优点。电容的两极分别是传感器和与之相对的被测物体。如果有稳定交流电通过传感器，输出交流电的电压会与传感器到被测物体之间的距离成正比关系，从而可以通过测量电压的变化得到距离信息。控制棒是实现反应堆正常启停、功率运行和紧急停止的重要控制装置。当遇到需要停堆的紧急情况时，控制棒以自由落体的方式快速落下，达到停止反应的安全状态。但是控制棒在落棒期间可能遇到卡棒事故，运行期间可能会出现弹棒事故，因此对控制棒的棒位测量至关重要。棒位测量系统使操作人员能够及时发现控制棒是否按照的程序运行和产生故障时的位置，并迅速处理控制棒故障，以确保控制棒的安全运行。控制棒落棒过程为直线下落运动，当使用电容位移传感器测量位移时，能够准确反映电容与位移关系的方程式是知道控制棒在堆芯中位置的关键。小位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、涡流式、霍尔传感器来检测，大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。变面积型电容传感器被测量变化导致动极板移动，引起两极板间有效覆盖面积S的变化，从而得到电容量的变化。当动极板相对于定极板沿着长度方向平移Δx时，其电容变化量化为式中，C0=ε0εrba/d,为初始电容；a为极板长度；b为极板宽度；Δx为极板水平位移。可见ΔC与Δx间成线性关系。当动极板有一个角位移θ时，与定极板间有效覆盖面积发生变化，从而改变了两极板间的电容量。当θ=0时有式中，εr为介质相对介电常数；d0为两极板间的距离；S0为两极板间初始覆盖面积。当θ=0时传感器电容量C与角位移θ间成线性关系。)