電容式壓力測量是什么?
電容式壓力測量的原理是把被測壓力信號(hào)變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化,目前廣泛采用的是以測壓彈性膜片作為可變電容器的動(dòng)極板,它與固定極板之間形成一可變電容器。被測壓力作用于彈性膜片上,當(dāng)被測壓力的變化,彈性膜片產(chǎn)生位移,使電容器的可動(dòng)極板與固定極板之間的距離改變,從而改變了電容器的電容值,通過測量電容的變化量可間接獲得被測壓力的大小。
電容式壓力測量原理
1151系列電容式傳感器是目前應(yīng)用非常廣泛的一種壓力/差壓測量傳感器,其工作原理如圖所示。下面將以1151系列電容式壓力變送器為例,簡要介紹電容式壓力測量原理。
1151系列電容式傳感器采用全密封電容感測元件室,直接感受壓力。被測壓力作用于兩側(cè)的隔離膜片上,并通過充滿
室的硅油把壓力均勻地傳給中心測量膜片,中心測量膜片是一個(gè)張緊的彈性元件,該膜片作為差動(dòng)式電容的動(dòng)極板,定極板是在絕緣體的球形凹表面上鍍一層金屬薄膜而成。當(dāng)被測壓差發(fā)生變化,中心測量膜片產(chǎn)生變形位移,位移量與差壓成正比,此位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙輼O板上形成的差動(dòng)電容,并由其兩側(cè)的電容固定極板檢測出來。
轉(zhuǎn)換原理
被測壓力經(jīng)室轉(zhuǎn)換后的差動(dòng)電容可以通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成二線制4~20mA DC輸出信號(hào)。
被測壓力和差動(dòng)電容之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為:
其中,P—被測壓力/差壓;K1—常數(shù);C1—高壓側(cè)極板和傳感膜片之間的電容;C2—低壓側(cè)極板和傳感膜片之間的電容。
轉(zhuǎn)換電路輸出的電流信號(hào)與兩電容值的差和比成比例,即
1151型壓力變送器輸出的電流信號(hào)與被測壓力/差壓之間呈線性關(guān)系。
由于電容式壓力測量的測量范圍寬,準(zhǔn)確度高,靈敏度也高,過載能力強(qiáng),尤其適應(yīng)測高靜壓下的微小差壓變化。