电容式传感器的测量原理

电容式压力传感器是将硅膜设计成电极，形成电容器结构，在外加压力变化时薄膜变形，电容量相应改变，通过电路转换成一定的电量，由读数即可得到被测压力。

电容式压力传感器比较适合于数十帕的微压范围测量，由于压力值可转换为数字表示，由此特别适用于于微电脑系统进行连接。

电容式传感器由测量部分和转换部分组成。测量部分的作用是将被测差压 (或压力) 转换为电容量的变化。测量部分按照充液式的数量可分为“一室”和“二室”两种结构形式。1151型电传感器采用两室结构，固定极板为球面，如图3－2所示。这种结构没有中心轴，有测量膜片2分隔成完全相同的对称的两室。玻璃与金属杯体烧结后，磨出球形凹面。然后在比例表面蒸镀一层金属薄膜，构成固定极板3 (球面)。测量膜片焊接在两个固定极板之间成为活动极板。固定极板外测焊有隔离膜片1，在两室的空腔内灌上硅油 (或氟油) 以传递压力。被测差压 (或压力) 作用于隔离膜片上时，通过内部所充硅油传送到固体在本体上的中心测量膜片上，测量膜片发生挠曲变形。作为测量膜片的电容C1和C2发生变化，经电子线路变换为与被测差压 (或压力) 成正比的4～20mA标准直流电流信号。当发生变化时，测量膜片比隔离膜片更早地得到保护，与球面固定极板贴合。固定极板表面涂覆一层绝漆。隔离膜片的过压保护是“全型面”的，即过压是隔离膜片全部紧贴本体。

图3－2 两室结构

转换部分的作用是将电容的变化转换为4～20mADC的标准电流输出信号，以及实现零位调整、量程调整、正负迁移、阻尼调整等功能。转换电路由解调器、震荡器、震荡控制放大器、调零电路、调量程电路、电流控制放大器、电流转换器、电流限制电路、电压调节器等组成。