Arbeidsprinsipp og sammensetning av kapasitiv trykksensor

Den kapasitive trykksensoren består av to bevegelige deler (elastisk metallmembran), to faste deler (metallbelegg på det konkave glasset på den øvre og nedre elastiske membranen), utgangsterminaler og hus, osv. To seriekondensatorer dannes mellom den bevegelige platen og de to faste platene. Når inntakstrykket virker på den elastiske membranen, produserer den elastiske membranen forskyvning, som er bundet til å redusere avstanden med den ene faste delen, og øke avstanden med den andre faste delen (kan demonstreres med et ark). Avstanden mellom to metallelektroder er en av de viktigste faktorene som påvirker kapasitansen, avstanden øker, kapasitansen reduseres, avstanden reduseres, kapasitansen øker. Denne typen struktur kalles differensialstruktur der parametrene til to sensorelementer endres med samme mengde, men motsatt på grunn av en målt mengde.

Hvis den elastiske membranen plasseres mellom sidetrykket og atmosfæretrykket (det øvre hulrommet i den elastiske membranen er atmosfærisk), er det målte trykket tabellen. Hvis den elastiske membranen plasseres mellom sidetrykket og vakuumet (det øvre hulrommet i den elastiske membranen passerer gjennom vakuumet), måles det absolutte trykket. Kondensatorens kapasitet er proporsjonal med dielektrikumet og dets relative effektive areal mellom de to platene i kondensatoren, og omvendt proporsjonal med avstanden mellom de to platene, det vil si C = ε A / D, hvor ε er dielektrikumets dielektriske konstant, A er det relative effektive arealet mellom de to metallelektrodene, og D er avstanden mellom de to metallelektrodene. Fra denne relasjonen kan man se at når to av parameterne er uendret og den andre parameteren brukes som en variabel, vil kapasitansen endres med den endrede parameteren.
Det finnes mange typer målekretser som brukes med den kapasitive trykksensoren. La oss ta brokretsen som et eksempel for å illustrere virkemåten til kapasitansdifferensialsensorens målekrets. Fordi kapasitansen er en AC-parameter, eksiteres broen av AC gjennom transformatoren. Transformatorens to spoler og kapasitansen i en bro, når det ikke er noe innløpstrykk, er broen i balanse, og to kapasitansverdier er lik C0, når trykkeffekten er en av kapasitansverdiene C0 + delta C, en annen kapasitansverdi C0 – delta, C (delta C for eksternt trykk forårsaket av variasjonen i kapasitans), er en bro i ubalanse. Når kapasitansverdien er høy, er spenningen også høy, og det genereres en spenningsforskjell mellom de to kondensatorene, hvorfra broen genererer en spenningsutgang U som representerer innløpstrykket.