液位测量方法多种多样,其中电容式液位测量方法因价格低廉、结构简单而广泛应用于工农业生产、医疗等各领域。但电容测量法由于需要预知被测液体介电常数且被测液体介电常数不稳定等因素的影响而必须定期标定,使其应用范围受到了极大限制。本文在分析现有电容式液位测量方法存在问题的基础上,结合电容式液位测量原理和目前的解决措施中存在的不足,从测量原理和传感器结构方面进行了改进,提出一种新型的微分法电容测量方法,实现了与介质无关的电容式液位测量方法,可应用于如汽车燃油液位测量等动态液位测量领域。本文研究了目前液位测量相关测量技术及测量系统的构成,特别对核心部分的传感器进行了具体论述;分析了电容式液位测量方法中的测量原理及其在导电介质和非导电介质中的电容结构组成,总结了传统式电容液位测量方法中必须得到测量介质介电常数以及定期标定的原因。在此基础之上,提出一种新的测量原理及测量电容结构,该原理和结构可以有效地测量出液位的变化以及电容大小与被测液体介电常数的关系,并在信号处理过程中,采用微分法对两路信号运算,从而实现了与介质无关的液位测量。为验证理论分析的正确性,设计了符合本测量原理的电容结构并对测量系统进行了整体的方案设计,其中包括电容电压转换电路、数据采集(A/D转换)和计算机数据处理显示等几大部分。制作了简单方便的液位测量实验装置,编制了测量软件。为了模拟不同介质,在水和汽油中进行了实验,在130.8mm测量范围中测量精度分别达到2.16mm和4.65mm。实验结果表明,该方法基本做到了与介质无关的液位测量,从而验证了本文研究成果的正确性。本文的研究成果对传统式液位测量方法的改进及提高具有一定的参考价值和指导意义。