Ємнісний датчик тиску складається з двох рухомих частин (пружна металева діафрагма), двох нерухомих частин (металеве покриття на увігнутому склі на верхній і нижній еластичній діафрагмі), вихідних клем і корпусу тощо. Два послідовних конденсатора утворюються між рухомими пластини та двох нерухомих пластин.Коли тиск на вході діє на пружну діафрагму, пружна діафрагма створює зміщення, яке неминуче зменшує відстань з однією фіксованою частиною та збільшує відстань з іншою фіксованою частиною (можна продемонструвати на аркуші паперу).Відстань між двома металевими електродами є одним із важливих факторів, що впливають на ємність, відстань збільшується, ємність зменшується, відстань зменшується, ємність збільшується.Така структура називається диференціальною структурою, у якій параметри двох чутливих елементів змінюються на однакову величину, але протилежно через вимірювану величину.
Якщо пружна діафрагма розміщена між бічним тиском і атмосферним тиском (верхня порожнина пружної діафрагми атмосферна), виміряний тиск є таблицею;Якщо пружну діафрагму розмістити між бічним тиском і розрідженням (верхня порожнина пружної діафрагми проходить через розрідження), то вимірюють абсолютний тиск.Ємність конденсатора пропорційна діелектрику та його відносній ефективній площі між двома пластинами конденсатора та обернено пропорційна відстані між двома пластинами, тобто C=ε A/ D, де ε — діелектрична проникність діелектрика, A — відносна ефективна площа між двома металевими електродами, D — відстань між двома металевими електродами.З цього співвідношення видно, що коли два параметри не змінюються, а інший параметр використовується як змінна, ємність змінюватиметься разом зі зміною параметра.
Є багато видів вимірювальних схем, які використовуються з ємнісним датчиком тиску.Розглянемо мостову схему як приклад, щоб проілюструвати принцип роботи вимірювальної схеми диференціального датчика ємності.Оскільки ємність є параметром змінного струму, міст збуджується змінним струмом через трансформатор.Трансформатор з двома котушками та ємністю моста, коли вхідний тиск відсутній, міст у балансі, і два значення ємності дорівнюють C0, коли вплив тиску, одне значення ємності C0 + дельта C, інше значення ємності C0 – дельта , C (дельта C для зовнішнього тиску, спричиненого зміною ємності), є мостом з рівноваги. Якщо значення ємності велике, напруга також висока, і між двома конденсаторами утворюється різниця напруг, з якої міст генерує вихідну напругу U, яка представляє тиск на вході.
Час публікації: 02 вересня 2022 р