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电容式压力传感器的工作原理

2021-05-08浏览次数:445
压力传感器的种类繁多,如:电阻应变片压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器等等。其中,电容式压力传感器广泛用于压力、位移、加速度、厚度、振动、液位等测量中。下面我们就来介绍电容式压力传感器的工作原理。

电容式压力传感器结构

电容式压力传感器的工作原理:


电容式压力传感器是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力传感器。一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极,当薄膜感受压力而变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化,通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器,可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。

1、单电容式压力传感器

它由圆形薄膜与固定电极构成。薄膜在压力的作用下变形,从而改变电容器的容量,其灵敏度大致与薄膜的面积和压力成正比而与薄膜的张力和薄膜到固定电极的距离成反比。

2、差动电容式压力传感器

它的受压膜片电极位于两个固定电极之间,构成两个电容器。在压力的作用下一个电容器的容量增大而另一个则相应减小,测量结果由差动式电路输出。

差动电容式压力传感器比单电容式的灵敏度高、线性度好,但加工较困难(特别是难以保证对称性),而且不能实现对被测气体或液体的隔离,因此不宜于工作在有腐蚀性或杂质的流体中。

硅电容式压力传感器介绍:


硅电容压力传感器是以硅材料为基础,由MEMS工艺制作的传感器。产品的工艺性好,性能一致,适合批量生产,低成本运行。其制备工艺与IC工艺兼容,工艺装备无须像硅谐振传感器的工艺装备那样昂贵和复杂,也无须像金属膜片电容传感器那样单件制作,保证了硅电容传感器具有较高的性价比。

稳定性好是硅电容传感器深受用户好感的主要原因之一。硅电容压力传感器是一种结构型传感器,称重传感器就检测原理而言,其稳定性优于物性型传感器,从结构设计角度保证了该类传感器的稳定性。结构工艺采用全硬封固态工艺,硅-玻璃-金属导压管采用静电封接,减少了用胶封等引起的应力、滞迟和变差。电容对温度不灵敏,温度附加误差小,不需像硅压阻器件那样进行复杂的温度补偿。