介电测量将材料的介电特性与其相应的物理特性联系起来,广泛用于工业过程控制中产品特性,如含水量、多孔性、粘度、密度、厚度、结构完整性等非接触测量。本文研究介电测量系统中传感器的设计及信号处理方法。　　平面电容传感器是一种新型电容传感器,其电极位于同一平面,具有单边穿透、信号强度可调、层析成像等优点。将平面电容传感器应用于介电测量系统,基于有限元分析了不同电极结构的平面电容传感器敏感场分布。结果表明,矩形叉指电极结构能有效改善传感器的敏感场分布。　　以矩形叉指电极结构的传感器为研究对象,设计背板和屏蔽电极,提高传感器抗干扰能力。采用Ansoft Maxwell二维、三维模型相结合的方法研究传感器结构参数的设计。仿真分析传感器结构参数对性能指标的影响,在此基础上,优化设计结构参数。　　研究了传感器的信号处理方法。以三波长传感器为研究对象,建立传感器极间电容与非均匀样本介电常数之间的数学模型,采用遗传算法优化的BP网络建立该模型,结果表明,所建立的模型对三层非均匀样本介电常数的估计误差分别在±2.3％,±10.3%,±12.5%以内。　　研制了不同结构的PCB型传感器并在基于Labview的测量系统上进行标定。用单波长传感器进行了板材损伤、电力电缆绝缘水树损伤以及塑料厚度检测实验。结果表明,单波长传感器能够有效检测出板材损伤、电力电缆绝缘损伤类型和损伤程度以及塑料厚度大小;用三波长传感器对模拟的非均匀样本进行测量,验证了参数估计算法的有效性。