電容式壓力傳感器

電容式壓力傳感器一、概念電容式壓力傳感器(capacitivetypepressuretransducer)，是--種可以利用電容敏感的原件把被測(cè)量的壓力轉(zhuǎn)換成為跟它有一定的關(guān)系的電信號(hào)輸出的精密測(cè)量?jī)x器。二、結(jié)構(gòu)與工作原理它通常是使用鍍金屬薄膜或者是圓形金屬薄膜來做電容器的其中一個(gè)電極。在薄膜感受到壓力的時(shí)候，它會(huì)變形的，此時(shí)薄膜跟固定的電極間所產(chǎn)生的電容量就會(huì)發(fā)生改變。測(cè)量電路就可以輸出跟電壓形成一定的關(guān)系的電信號(hào)。它的應(yīng)用非常廣泛，之所以應(yīng)用這么廣泛，是因?yàn)樗膬?yōu)點(diǎn)有很多：它的分辨率很高；它可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)的檢測(cè)；它的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，并不復(fù)雜；它可以在很惡劣的工作環(huán)境下正常工作，解決人不可以測(cè)量的很多問題；它可以是非接觸測(cè)量的，很方便。球面電極張緊平片少線圖1單電享式壓力傳感磐迎球面電極張緊平片少線圖1單電享式壓力傳感磐迎2送韻盅容式長(zhǎng)力傳恩器三、分類電容式壓力傳感器是極距變化型的電容式傳感器，有差動(dòng)電容式和單電容式之分。(1)差動(dòng)電容式壓力傳感器其受壓膜片電極是處于兩個(gè)固定的電極之間的，可以形成兩個(gè)電容器。當(dāng)受到壓力的作用的時(shí)候，其中一個(gè)電容器的容量就會(huì)變大，而另一個(gè)電容器的容量就會(huì)相應(yīng)地變小，而測(cè)量的結(jié)果是由差動(dòng)式的電路輸出的。此傳感器的固定的電極是由在凹而曲的玻璃的表層上面鍍上金屬層而制造出來的。當(dāng)過載的時(shí)候，膜片就會(huì)受到凹面的保護(hù)，所以，它是不會(huì)破裂的。相對(duì)于單電容式壓力傳感器來說，它的線性度較好，靈敏度也較高，但是在加工方面就比較困難了，還有它不

可以完成對(duì)被測(cè)的液體或者是氣體的隔離，所以，它不適合使用在有雜質(zhì)的或者是有腐蝕性的流體之中。（2）單電容式壓力傳感器它是由固定的電極和圓形的薄膜組成的。當(dāng)受到壓力作用的時(shí)候，薄膜就會(huì)發(fā)生變形，這樣就會(huì)改變電容器的容量。它的靈敏度大概是跟薄膜與固定的電極之間的距離和薄膜的張力成反比關(guān)系的；而跟壓力和薄膜的面積成正比關(guān)系的。有另外的一種型式，它是跟固定電極取凹形球面狀的，而膜片是周圍邊緣的固定的張緊的平面，膜片能夠使用塑料接著鍍上金屬層的這個(gè)方法制造而成的。這一種型式比較適合于測(cè)量低壓這個(gè)工作條件的，它有比較高的過載能力。當(dāng)然，要測(cè)量高壓工作條件的話，可使用帶有活塞動(dòng)極膜片制造而成的單電容式壓力傳感器。這一種型式的傳感器能夠把膜片的直接的受壓面積變小，這樣就方便使用比較薄的膜片以致來提高它的靈敏度。它還有一個(gè)操作是用來提高抗干擾能力的，就是跟各種的保護(hù)和補(bǔ)償部還有放大電路的整體整合在一起。這一種傳感器就適用于對(duì)飛行物體進(jìn)行遙測(cè)和在動(dòng)態(tài)高壓的工作條件下測(cè)量。單電容式壓力傳感器還可以分為聽診器式和傳聲器式這兩種類型的。四、廠家生產(chǎn)的壓力傳感器舉例1、電容式壓力傳感器血壓計(jì)用電容式壓力傳感器SENSOR1（由登方電子有限公司生產(chǎn)的）品牌型號(hào)品牌SEKUOSENSOR101種類壓力材料金屬材料物理性質(zhì)半導(dǎo)體，士出結(jié)構(gòu)材料晶體單晶制作工藝集成輸出信號(hào)模擬型防護(hù)等級(jí)3X線性度±1%(%F.S.)遲滯1(%F.S.)重復(fù)性1(%F.S.)靈敏度±1%漂移±1%分辨率16BIT特點(diǎn)：成本低，系統(tǒng)無需A/D轉(zhuǎn)換器即可達(dá)到16BIT的分辨率，廣泛用于電子血壓計(jì)和其他響應(yīng)壓力范圍的壓力計(jì)。SENSOR101微型壓力傳感器測(cè)量范圍：0~40kPa/0~300mmHg測(cè)量精度：±1%溫度范圍：+10°C?35°C濕度范圍：30?75%產(chǎn)品直徑：22mm2、FL-3651電容式壓力傳感器（深圳市中測(cè)計(jì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)生產(chǎn)）產(chǎn)品概述FL-3651型電容式壓力變送器是我公司引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)的新型變送器，關(guān)鍵原材料、元器件和零部件均采用進(jìn)口，整機(jī)經(jīng)過嚴(yán)格組裝和測(cè)試，該產(chǎn)品具有設(shè)計(jì)原理先進(jìn)、品種規(guī)格齊全、安裝使用簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。由于該機(jī)型外觀上完全融合了目前國(guó)內(nèi)最為流行，并被廣泛使用的兩種變送器（羅斯蒙特3051與橫河EJA）的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，給使用者有耳目一新的感覺。同時(shí)與傳統(tǒng)的1151、CECC等系列產(chǎn)品在安裝上可直接替換，有很強(qiáng)的通用性和替代能力。為適合國(guó)內(nèi)自動(dòng)化水平的不斷提高和發(fā)展，該系列產(chǎn)品除設(shè)計(jì)小巧精致外，更推出具有HART現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的智能化功能。主要特點(diǎn)?精度高?穩(wěn)定性好?二線制（特殊可四線制）?固體元件，接插式印刷線路板?小型、重量輕、堅(jiān)固抗振?量程、零點(diǎn)外部連續(xù)可調(diào)?正遷移可達(dá)500%；負(fù)遷移可達(dá)600%?阻尼可調(diào)?單向過載保護(hù)特性好?無機(jī)械可動(dòng)部件，維修工作量少?全系列統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，零部件互換性強(qiáng)?接觸介質(zhì)的膜片材料可選擇（316L、TAN、HAS-C、MONEL等耐腐蝕材料）?防爆結(jié)構(gòu)，全天候使用?智能HART現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議工作原理過程壓力通過兩側(cè)或一側(cè)的隔離膜片、灌充液傳至6室的中心測(cè)量膜片。中心膜片是一個(gè)張緊的彈性元件，它對(duì)于作用在其上的兩側(cè)壓力差產(chǎn)生相應(yīng)變形位移，其位移與差壓成正比，最大位移約0.1mm，這種位移轉(zhuǎn)變?cè)陔娙輼O板上形成差動(dòng)電容，由電子線路把差動(dòng)電容轉(zhuǎn)換成二線制的4?20mADC信號(hào)輸出。功能參數(shù)使用對(duì)象：液體、氣體;和蒸汽.供電電壓：12?36VDC，標(biāo)準(zhǔn)值24VDC；輸出信號(hào)：4?20mADC；（特殊可為四線制220VAC供電0-10mADC輸出環(huán)境溫度：一25?70°C（一般變送器），一15?70°C（帶現(xiàn)場(chǎng)指示器）儲(chǔ)藏溫度：一40?100C；防護(hù)等級(jí)：dIIBT4iaIICT5；法蘭標(biāo)準(zhǔn)：JB/T82.2—94（執(zhí)行其它標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)注明）；電源影響：小于輸出范圍的土0.005%/V；振動(dòng)影響：在任何方向上振動(dòng)頻率200Hz時(shí)，所引起的誤差為最大范圍的0.05%/g（微差壓為0.25%/g）；安裝位置影響：當(dāng)工作膜片未垂直安裝時(shí)，可能產(chǎn)生不大于0.24Pa的零位誤差，此誤差可通過調(diào)整零位來消除，對(duì)量程無影響精度:0.2%0.5% 智能型;0.075%穩(wěn)定性：六個(gè)月內(nèi)不超過變送器的精度；導(dǎo)壓連接件：在壓力容室上的連接螺孔為1/2—14NPT.與普通1151相同；電纜連接孔的螺孔為M20X1.5；指示器：現(xiàn)場(chǎng)輸出指示器有電流表，線性指示0?100%；3-1/2位LCD液晶顯示量程和零位：外部連續(xù)可調(diào)；正負(fù)遷移：差壓變送器：最大正遷移量為500%，最大負(fù)遷移量為600%絕對(duì)壓力：最大正遷移量為500%，只可正遷移；過載壓力：不超過規(guī)定壓力的1.15倍，變送器不會(huì)損壞；容積變化量：小于0.16cm3阻尼時(shí)間：充硅油時(shí),0.2?1.67秒內(nèi)連續(xù)可調(diào).技術(shù)數(shù)據(jù)（不帶遷移，在標(biāo)準(zhǔn)工作條件下，充硅油，316不銹鋼隔離膜片）?精確度：±0.25%，±0.5%（智能犁：±0.1%）?死 區(qū)：無（W0.1%）?穩(wěn)定性：六個(gè)月內(nèi)不超過最大量程的基本誤差絕對(duì)值?振動(dòng)影響：在任意軸向上，振動(dòng)頻率為200HZ時(shí)，誤差為測(cè)量范圍上限的±0.05%/g?電源影響：小干輸出量程的0.005%/V?負(fù)載影響：電源如果穩(wěn)定，則負(fù)載沒有影響其它?隔離膜片：316不銹鋼，哈氏合金C一276,蒙乃爾合金或鉭?排氣/排液閥：316不銹鋼，哈氏合金C，蒙乃爾合金?法蘭和接頭：3I6不銹鈉，哈氏合金C或蒙乃爾合舍?接觸介質(zhì)“0”形環(huán)：丁晴橡膠，氟橡膠?灌充液：硅油