电容式压力传感器的工作原理是啥?

     2023-03-21     119
‍‍

电容式压力传感器(capacitivetypepressuretransducer),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,低的输入力和侏儒能量,高动态响应,小的自然效应,环境适应性好。它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。单电容式压力传感器。它由圆形薄膜与固定电极构成。薄膜在压力的作用下变形,从而改变电容器的容量,其灵敏度大致与薄膜的面积和压力成正比而与薄膜的张力和薄膜到固定电极的距离成反比。

另一种型式的固定电极取凹形球面状,膜片为周边固定的张紧平面,膜片可用塑料镀金属层的方法制成。这种型式适于测量低压,并有较高过载能力。还可以采用带活塞动极膜片制成测量高压的单电容式压力传感器。这种型式可减小膜片的直接受压面积,以便采用较薄的膜片提高灵敏度。它还与各种补偿和保护部以及放大电路整体封装在一起,以便提高抗干扰能力。这种传感器适于测量动态高压和对飞行器进行遥测。单电容式压力传感器还有传声器式(即话筒式)和听诊器式等型式。差动电容式压力传感器:它的受压膜片电极位于两个固定电极之间,构成两个电容器。在压力的作用下一个电容器的容量增大而另一个则相应减小,测量结果由差动式电路输出。它的固定电极是在凹曲的玻璃表面上镀金属层而制成。过载时膜片受到凹面的保护而不致破裂。差动电容式压力传感器比单电容式的灵敏度高、线性度好,但加工较困难(特别是难以保证对称性),而且不能实现对被测气体或液体的隔离,因此不宜于工作在有腐蚀性或杂质的流体中。

‍‍
参考知识1

‍‍1、应变片压力传感器原理:力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。2、陶瓷压力传感器原理:陶瓷压力传感器压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的电压信号。‍‍

参考知识B

压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。压力传感器选用进口压力芯片,敏感元件采用扩散或离子注入等工艺形成电阻并连接成惠斯通电桥,用微机械加工技术在电桥下形成压力敏感膜片。当压力作用在膜片上时,电阻值发生变化并且产生一个与作用压力成正比的线性输出信号。在惠斯通电桥上加上直流电源,就会产生一个直流电压信号的输出。经过二次转换线路,实现两线制4~20mA输出。

压力传感器的原理是啥?

压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成,按不同测试压力类型,压力传感器可以分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。若根据结构与原理不同来划分,可分为:压阻式、压电式、电容式、应变式、振频式、光... 查看详情

压电式压力传感器的原理是啥?

压电式压力传感器是基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量... 查看详情

电感式传感器原理概述

参考知识1  导语:今天给大家讲一下关于电感式传感器的原理,所谓电感式传感器,就是利用电磁感应的原理,将一些非电量的信息转化为电压和电流的信息,关于传感器大家在学校我想也都应该学过,在这里我也不做过多... 查看详情

压力传感器的工作原理是啥?有行业的人知道吗

参考知识1工作原理编辑1、压阻式压力传感器电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。2、陶瓷压力... 查看详情

压电式传感器原理

参考知识1压电式传感器原理:压电材料受力后表面产生电荷。电荷经电荷放大器和测量电路放大变换后,成为与外力成正比的电输出。当压电传感器受到沿其敏感轴向的外力作用时,两个电极上产生极性相反的电荷,相当于一... 查看详情