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電容式壓力傳感器分類與原理

發布日期:2021-10-20 作者: 點擊:

電容式壓力傳感器是一種壓力傳感器,它利用電容敏感元件將被測壓力轉關系的電力輸出的壓力傳感器。一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的電極。當薄膜感受到壓力并變形時,薄膜與固定電極之間形成的電容發生變化,通過測量電路可以輸出與電壓有一定關系的電信號。電容式壓力傳感器屬于極變電容式傳感器,可分為單電容式壓力傳感器和差動電容式壓力傳感器。

它由圓膜和固定電極組成。薄膜在壓力的作用下變形,從而改變電容器的容量。其靈敏度大致與薄膜的面積和壓力成正比,與薄膜的張力從薄膜到固定電極的距離成反比。另一種類型的固定電極呈凹形球形,膜片為固定在周圍的張緊平面,可采用塑料鍍金屬層制成。該類型適用于低壓測量,過載能力高。單電容式壓力傳感器也可以用帶活塞動極膜片來測量高壓。這種類型可以減少膜片的直接受壓面積,從而使用較薄的膜片來提高靈敏度。為了提高抗干擾能力,它還與各種補償和保護部門和放大電路封裝在一起。該傳感器適用于測量動態高壓和遙測飛機。單電容式壓力傳感器還有傳聲器式(即麥克風式)和聽診器式。差動電容式壓力傳感器。

壓力傳感器

壓力膜片電極位于兩個固定電極之間,形成兩個電容器。在壓力的作用下,一個電容器的容量增加,另一個電容器相應減小,測量結果由差動電路輸出。其固定電極由凹曲玻璃表面鍍金屬層制成。過載時,膜片受凹面保護而不破裂。差動電容式壓力傳感器比單電容式靈敏度高,線性好,但加工難度大(尤其是對稱性難以保證),無法隔離被測氣體或液體,不適合在腐蝕性或雜質流體中工作。

電容力傳感器結構簡單,靈敏度高,動態響應快,但由于電荷泄漏難以避免,不適合靜態力測量(電容力傳感器的結構原理)。

在矩形的特殊彈性元件上,加工幾個連通的圓孔,每個圓孔固定兩個端面平行的丁字電極,每個電極粘貼銅箔,形成由多個平行板電容器并聯組成的測量電路。在力F的作用下,彈性元件的變形改變了極板間矩,從而改變了電容。

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