Kapacitivni tlačni senzor je sestavljen iz dveh gibljivih delov (elastična kovinska diafragma), dveh fiksnih delov (kovinska prevleka na konkavnem steklu na zgornji in spodnji elastični membrani), izhodnih sponk in ohišja itd. Dva zaporedna kondenzatorja sta oblikovana med gibljivimi ploščo in dve fiksni plošči.Ko sesalni tlak deluje na elastično membrano, elastična membrana povzroči premik, ki mora zmanjšati razdaljo z enim fiksnim delom in povečati razdaljo z drugim fiksnim delom (lahko dokažete s kosom papirja).Razdalja med dvema kovinskima elektrodama je eden od pomembnih dejavnikov, ki vplivajo na kapacitivnost, razdalja se poveča, kapacitivnost zmanjša, razdalja se zmanjša, kapacitivnost poveča.Tovrstno strukturo imenujemo diferencialna struktura, v kateri se parametri dveh zaznavnih elementov spremenijo za enako količino, vendar nasprotno zaradi izmerjene količine.
Če je elastična diafragma nameščena med stranskim tlakom in atmosferskim tlakom (zgornja votlina elastične membrane je atmosferska), je izmerjeni tlak tabela;Če je elastična diafragma nameščena med stranskim tlakom in vakuumom (zgornja votlina elastične membrane prehaja skozi vakuum), se meri absolutni tlak.Zmogljivost kondenzatorja je sorazmerna z dielektrikom in njegovo relativno efektivno površino med obema ploščama kondenzatorja in obratno sorazmerna z razdaljo med obema ploščama, to je C=ε A/D, kjer je ε dielektrična konstanta dielektrika, A je relativna efektivna površina med dvema kovinskima elektrodama, D je razdalja med obema kovinskima elektrodama.Iz tega razmerja je razvidno, da se bo kapacitivnost spreminjala s spreminjajočim se parametrom, ko sta dva parametra nespremenjena in je drugi parameter uporabljen kot spremenljivka.
Obstaja veliko vrst merilnih vezij, ki se uporabljajo s kapacitivnim senzorjem tlaka.Vzemimo mostno vezje kot primer za ponazoritev principa delovanja merilnega vezja kapacitivnega diferenčnega senzorja.Ker je kapacitivnost parameter AC, se most vzbuja z AC skozi transformator.Transformator z dvema tuljavama in kapacitivnostjo mostu, ko ni vhodnega tlaka, je most v ravnovesju in sta dve vrednosti kapacitivnosti enaki C0, ko je učinek tlaka, ena od vrednosti kapacitivnosti C0 + delta C, druga vrednost kapacitivnosti C0 – delta , C (delta C za zunanji tlak, ki ga povzroča sprememba kapacitivnosti), je most v neravnovesju. Kjer je vrednost kapacitivnosti visoka, je visoka tudi napetost in med kondenzatorjema nastane napetostna razlika, iz katere most ustvari izhodno napetost U, ki predstavlja sesalni tlak.
Čas objave: Sep-02-2022