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陶瓷电容压力传感器

电容式压力传感器的工作原理

发布日期:2022-10-09 点击率:38

电容式压力传感器(capacitive type pressure transducer),是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力传感器。特点是,输入能量低,高动态响应,自然效应小,环境适应性好。

 

一、电容式压力传感器的工作原理是什么?有何特点?

工作原理

电容式压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极,当薄膜感受压力而变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化,通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器,可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。

过程压力通过两侧或一侧的隔离膜片、灌充液传至6室的中心测量膜片。中心膜片是一个张紧的弹性元件,它对于作用在其上的两侧压力差产生相应变形位移,其位移与差压成正比,最大位移约0.1mm,这种位移转变在电容极板上形成差动电容,由电子线路把差动电容转换成二线制的4~20mA DC信号输出。

特点

1、温度稳定性好

电容式传感器的电容值一般与电极材料无关,仅取决于电极的几何尺寸,且空气等介质损耗很小,其他因素影响甚微(因本身发热极小)。而电阻式传感器有电阻,工作时会产生大量热量,不仅损失能量,而且造成元件发热,缩短了使用寿命。

2、结构简单,适应性强

电容式传感器结构简单,易于制造,能在高低退、强辐射及强磁场等各种恶劣的环境条件下工作,适应能力强,尤其可以承受很大的温度变化,在高压力、高冲击、过载等悄况下都能正常工作,能测超大量的高压和低压差,能对带进工件进行测量。此外,为实现某些特殊要求的测量还可以把传感器的体积做得很小。

3、动态响应好

电容式传感器由于极板间的静电引力很小,需要的作用能量极小,又由于它的可动部分可以做得很小很薄,即质量很轻,因此其固有频率很高,动态响应时间短,能在几兆赫的颇率下工作,特别适合动态测量。又由于其介质损耗小,可以用较高频率供电,因此系统工作频率高,可用于测量高速变化的参数,如测量振动、瞬时压力等。

4、可以实现非接触测量,具有平均效应

当被测件不允许接触测量时,电容式传感器可以进行非接触测量。这种情况下,电容式传感器具有平均效应,可以减小工件表面粗糙度等对测量的影响。

5、带电极板间的静电引力极小,所需输入能量极小

特别适宜低能量输入的测量,例如测量极低的压力、力和很小的加速度、位移等,可以做得很灵敏,分辨力非常高,能感受0.01mm甚至更小的位移。

电容式压力传感器的工作原理是什么?有何特点?


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