
电容式压力计(英文:Capacitive Pressure Transducer 或 Capacitive Pressure Sensor)是一种基于电容变化原理测量压力的传感器。其核心工作原理是通过检测压力作用引起的电容器极板间距或有效面积变化,从而改变电容值,最终将压力信号转换为可测量的电信号。以下是详细解释:
电容构成
由两个平行电极板组成(通常一个为固定极板,另一个为弹性膜片)。当压力作用于膜片时,膜片产生形变,导致两极板间距(( d ))或覆盖面积(( A ))改变。根据平行板电容公式:
$$ C = varepsilon frac{A}{d} $$
其中 ( varepsilon ) 为介电常数,电容值 ( C ) 随 ( d ) 减小或 ( A ) 增大而增加。
压力-电容转换
压力变化引起膜片位移,进而改变电容值。通过测量电路(如桥式电路、振荡电路)将电容变化转换为电压、频率或数字信号输出。
微小的位移即可引起显著电容变化,适用于低压和微压测量(如±0.1% FS精度)。
无机械传动部件,抗振动、耐冲击,长期稳定性好。
可通过选择膜片材料(如陶瓷、不锈钢)适应腐蚀性介质或高温环境。
用于管道压力监测、液位测量(如差压变送器)。
血压监测仪、呼吸机气压传感。
发动机歧管压力、燃油压力传感。
定义:“电容式压力计”是通过电容变化感知压力信号的传感器,英文对应“Capacitive Pressure Transducer”。
指出其优势在于低噪声、高分辨率,适用于动态压力测量(来源:IEEE Xplore文献库)。
在传感器校准标准中将其归类为“非机械式压力传感器”,强调其线性度和重复性(来源:NIST官网出版物)。
新型电容式压力计正朝向MEMS微型化(如硅基电容传感器)、智能集成(内置温度补偿、数字输出)及多参数测量(压力-温度复合传感)发展,进一步扩展工业物联网(IIoT)应用场景。
电容式压力计是一种通过电容变化来测量压力的传感器装置,其核心原理是将压力信号转化为电信号输出。以下是其详细解释:
电容式压力计属于压力传感器的一种,利用电容敏感元件将外界压力转换为可测量的电信号。其特点是灵敏度高、动态响应快,且能在复杂环境中保持稳定性。
电容变化机制
核心结构包含两个电极:一个可变形金属薄膜(或镀金属薄膜)作为活动电极,另一个为固定电极。当薄膜受压变形时,两电极间距改变,导致电容值变化。
电容公式为:
$$
C = frac{varepsilon A}{d}
$$
其中,$varepsilon$为介电常数,$A$为极板面积,$d$为极板间距。压力变化引起$d$改变,从而改变电容$C$。
信号转换
电容变化通过电路转换为电压或频率信号输出,最终实现压力值的量化。
如需更深入的技术参数或具体型号案例,中的工程应用描述。
【别人正在浏览】