Senzorul capacitiv de presiune este compus din două piese mobile (diafragmă metalică elastică), două piese fixe (acoperire metalică pe sticla concavă de pe diafragma elastică superioară și inferioară), terminale de ieșire și carcasă etc. Două condensatoare serie sunt formate între placa mobilă și cele două plăci fixe. Când presiunea de admisie acționează asupra diafragmei elastice, diafragma elastică produce o deplasare, care este menită să micșoreze distanța cu o piesă fixă și să mărească distanța cu cealaltă piesă fixă (se poate demonstra cu o foaie de hârtie). Distanța dintre doi electrozi metalici este unul dintre factorii importanți care afectează capacitatea; odată cu creșterea distanței, capacitatea scade, iar distanța scade, capacitatea crește. Acest tip de structură se numește structură diferențială, în care parametrii a două elemente de detectare se modifică cu aceeași valoare, dar în sens opus, datorită unei mărimi măsurate.
Dacă diafragma elastică este plasată între presiunea laterală și presiunea atmosferică (cavitatea superioară a diafragmei elastice este atmosferică), presiunea măsurată este tabelul; Dacă diafragma elastică este plasată între presiunea laterală și vid (cavitatea superioară a diafragmei elastice trece prin vid), se măsoară presiunea absolută. Capacitatea condensatorului este proporțională cu dielectricul și aria sa efectivă relativă dintre cele două plăci ale condensatorului și invers proporțională cu distanța dintre cele două plăci, adică C = ε₀A/D, unde ε₀ este constanta dielectrică a dielectricului, A este aria efectivă relativă dintre cei doi electrozi metalici, iar D este distanța dintre cei doi electrozi metalici. Din această relație, se poate observa că atunci când doi dintre parametri sunt neschimbați, iar celălalt parametru este utilizat ca variabilă, capacitatea se va modifica odată cu modificarea parametrului.
Există multe tipuri de circuite de măsurare utilizate cu senzorul capacitiv de presiune. Să luăm ca exemplu circuitul punții pentru a ilustra principiul de funcționare al circuitului de măsurare a senzorului diferențial de capacitate. Deoarece capacitatea este un parametru de curent alternativ, puntea este excitată de curent alternativ prin transformator. Dacă o punte are două bobine și o capacitate, atunci când nu există presiune de intrare, puntea este echilibrată și cele două valori ale capacității sunt egale cu C0. Când presiunea influențează valoarea capacității C0 + delta C, iar cealaltă valoare a capacității C0 – delta C (delta C pentru presiunea externă cauzată de variația capacității) reprezintă o punte dezechilibrată. Dacă valoarea capacității este mare, și tensiunea este mare, generând o diferență de tensiune între cele două condensatoare, puntea generează o tensiune de ieșire U care reprezintă presiunea de intrare.
Data publicării: 02 septembrie 2022