Kapacitivni senzor tlaka sastoji se od dva pokretna dijela (elastična metalna dijafragma), dva fiksna dijela (metalni premaz na konkavnom staklu na gornjoj i donjoj elastičnoj dijafragmi), izlaznih terminala i kućišta itd. Između pokretne ploče i dvije fiksne ploče formirana su dva serijska kondenzatora. Kada ulazni tlak djeluje na elastičnu dijafragmu, elastična dijafragma proizvodi pomak, što će kod jednog fiksnog dijela smanjiti udaljenost, a kod drugog fiksnog dijela povećati udaljenost (može se demonstrirati komadom papira). Udaljenost između dvije metalne elektrode jedan je od važnih čimbenika koji utječu na kapacitet, s povećanjem udaljenosti kapacitet se smanjuje, s smanjenjem udaljenosti kapacitet se povećava. Ova vrsta strukture naziva se diferencijalna struktura u kojoj se parametri dvaju osjetilnih elemenata mijenjaju za isti iznos, ali suprotno zbog izmjerene veličine.
Ako se elastična dijafragma postavi između bočnog tlaka i atmosferskog tlaka (gornja šupljina elastične dijafragme je atmosferski), izmjereni tlak je tablica; Ako se elastična dijafragma postavi između bočnog tlaka i vakuuma (gornja šupljina elastične dijafragme prolazi kroz vakuum), mjeri se apsolutni tlak. Kapacitet kondenzatora proporcionalan je dielektriku i njegovoj relativnoj efektivnoj površini između dvije ploče kondenzatora, a obrnuto proporcionalan udaljenosti između dvije ploče, tj. C=ε A/ D, gdje je ε dielektrična konstanta dielektrika, A je relativna efektivna površina između dvije metalne elektrode, D je udaljenost između dvije metalne elektrode. Iz ove relacije može se vidjeti da kada su dva parametra nepromijenjena, a drugi parametar se koristi kao varijabla, kapacitet će se mijenjati s promjenom parametra.
Postoji mnogo vrsta mjernih krugova koji se koriste s kapacitivnim senzorom tlaka. Uzmimo mostni krug kao primjer kako bismo ilustrirali princip rada mjernog kruga senzora diferencijalne kapacitivnosti. Budući da je kapacitet AC parametar, most se pobuđuje AC kroz transformator. Dvije zavojnice transformatora i kapacitet mosta, kada nema ulaznog tlaka, most je u ravnoteži, a dvije vrijednosti kapaciteta jednake su C0. Kada je pod utjecajem tlaka, jedna vrijednost kapaciteta C0 + delta C, a druga vrijednost kapaciteta C0 – delta C (delta C za vanjski tlak uzrokovan promjenom kapaciteta), most je neuravnotežen. Gdje je vrijednost kapaciteta visoka, napon je također visok i generira se razlika napona između dva kondenzatora, iz koje most generira izlazni napon U koji predstavlja ulazni tlak.
Vrijeme objave: 02.09.2022.