Капацитивният сензор за налягане се състои от две движещи се части (еластична метална диафрагма), две фиксирани части (метално покритие върху вдлъбнато стъкло на горната и долната еластична диафрагма), изходни клеми и корпус и т.н. Два последователни кондензатора са оформени между движещите се плоча и двете фиксирани плочи.Когато всмукателното налягане действа върху еластичната диафрагма, еластичната диафрагма произвежда изместване, което трябва да намали разстоянието с едната фиксирана част и да увеличи разстоянието с другата фиксирана част (може да се демонстрира с лист хартия).Разстоянието между два метални електрода е един от важните фактори, влияещи върху капацитета, разстоянието се увеличава, капацитетът намалява, разстоянието намалява, капацитетът се увеличава.Този вид структура се нарича диференциална структура, при която параметрите на два чувствителни елемента се променят с еднаква стойност, но противоположно поради измерено количество.
Ако еластичната диафрагма е поставена между страничното налягане и атмосферното налягане (горната кухина на еластичната диафрагма е атмосферна), измереното налягане е таблицата;Ако еластичната диафрагма се постави между страничното налягане и вакуума (горната кухина на еластичната диафрагма преминава през вакуума), се измерва абсолютното налягане.Капацитетът на кондензатора е пропорционален на диелектрика и неговата относителна ефективна площ между двете плочи на кондензатора и обратно пропорционален на разстоянието между двете плочи, т.е. C=ε A/ D, където ε е диелектричната константа на диелектрика, A е относителната ефективна площ между двата метални електрода, D е разстоянието между двата метални електрода.От тази връзка може да се види, че когато два от параметъра са непроменени и другият параметър се използва като променлива, капацитетът ще се промени с променящия се параметър.
Има много видове измервателни вериги, използвани с капацитивния сензор за налягане.Нека вземем мостовата верига като пример, за да илюстрираме принципа на работа на веригата за измерване на капацитетния диференциален сензор.Тъй като капацитетът е AC параметър, мостът се възбужда от AC през трансформатора.Трансформатор с две намотки и капацитет на мост, когато няма входно налягане, мостът е в баланс и две стойности на капацитета са равни на C0, когато ефектът на налягането, една от стойността на капацитета на C0 + делта C, друга стойност на капацитета на C0 – делта , C (делта C за външно налягане, причинено от изменението на капацитета), е мост извън равновесие. Когато стойността на капацитета е висока, напрежението също е високо и се генерира разлика в напрежението между двата кондензатора, от което мост генерира изходно напрежение U, което представлява входящото налягане.
Време на публикуване: 2 септември 2022 г