电容式压力传感器结构与原理.pptx

Structure and Principle of Capacitive Pressure Sensor 电容式压力传感器结构与原理 课程组: 梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰 Sensors application technology 1. 基础知识 2. 基本特性 3. 工作原理 4. 应用分析 课程内容 Course Contents 1. 基础知识 2. 基本特性 3. 工作原理 4. 应用分析 课程内容 Course Contents 1. 基础知识 电容式传感器 电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，将被测物理量的变化转换为电容量的变化；它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。 1. 基础知识 电容式传感器的种类 d、s、ε 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。 极距变化型 面积变化型 介质变化型 1. 基础知识 2. 基本特性 3. 工作原理 4. 应用分析 课程内容 Course Contents 2. 基本特性 电容式传感器特点 温度稳定性好，一般与电极材料无关，仅取决于电极的几何尺寸，且空气 等介质损耗很小。 结构简单，适应性强，易于制造。 静电引力小： 动态响应好、响应时间短，固有频率很高，能在几MHz的频率下工作。 可以实现非接触测量、具有平均效应。 输出阻抗高，负载能力差。 寄生电容影响大，降低了传感器的灵敏度。 输出特性非线性 1. 基础知识 2. 基本特性 3. 工作原理 4. 应用分析 课程内容 Course Contents 电容式压力传感器的工作原理 电容式压力传感器，是一种可以利用电容敏感的原件把被测量的压力转换成为跟它有一定的关系的电信号输出的精密测量仪器。它通常是使用镀金属薄膜或者是圆形金属薄膜来做电容器的其中一个电极。在薄膜受到压力时，会发生变形，此时薄膜跟固定的电极间所产生的电容量就会发生改变。测量电路就可以输出跟电压形成一定的关系的电信号。 电容式压力传感器是极距变化型的电容式传感器，有差动电容式和单电容式之分。 3. 工作原理 单电容式压力传感器的工作原理 它是由固定的电极和圆形的薄膜组成的。当受到压力作用的时候，薄膜就会发生变形，这样就会改变电容器的容量。它的灵敏度大概是跟薄膜与固定的电极之间的距离和薄膜的张力成反比关系的；而跟压力和薄膜的面积成正比关系的。 3. 工作原理 差动电容式压力传感器的工作原理 差动电容式压力传感器，频率通常在100KHz左右，采用双电容平板的结构，其受压膜片电极是处于两个固定的电极之间的，可以形成两个电容器。当受到压力作用的时候，其中一个电容器的容量就会变大，而另一个电容器的容量就会相应地变小，其测量结果是由差动式的电路输出。相对于其他压力传感器其灵敏度明显提高。 3. 工作原理 1. 基础知识 2. 基本特性 3. 工作原理 4. 应用分析 课程内容 Course Contents 电容压力传感器之电子血压计——SENSOR101 4 . 应用分析 系统无需A/D转换器即可达到16BIT的分辨率，压力测量范围：0~40kPa / 0~300mmHg；广泛用于电子血压计和压力计。 微压力变送器 4 . 应用分析 微压力传感器是工业实践中最为常用的一种压力传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及石油管道、水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、液压机械、除尘设备等众多行业 电子信息工程技术专业教学资源库 THANK YOU 课程组: 梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰