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Une sonde forme un condensateur avec la paroi métallique de la cuve. La capacité du condensateur ainsi constitué augmente à mesure que le niveau du milieu monte dans la cuve. Pour ce type de mesure, le milieu doit être homogène et doit avoir un coefficient diélectrique constant.
La fabrication simple et robuste de la sonde (compacte ou suspendue par un câble) permet la détection de niveau dans les liquides, les pulvérulents (granulés) pour des milieux conducteurs ou non conducteurs.
La sonde de mesure et la cuve forment les deux électrodes d’un condensateur. La capacité de l'ensemble change lorsque le niveau monte. Le niveau est directement proportionnel à la valeur de la capacité du condensateur résultant, avec un coefficient diélectrique du milieu constant.