电容式压力传感器的型号特点
电容式传感器
电容值与电极材料无关，仅取决于电极的几何尺寸，且空 气等介质的损耗很小。因此仅需从强度、温度系数等机械性考 虑，合理选择尺寸即可，本身发热极小，影响稳定性甚微。 2）结构简单，适用性强。
3)动态响应好。 （固有频率很高，动态响应时间很短外，又由于其介质损耗小， 可以用较高频率供电，因此系统工作频率高。 4)可以实现非接触式测量，具有平均效应。
d d0
d d0
2
d d0
3
C
C1
C2
C0
2
d d0
2
d d0
3
2
d d0
C
0
1
d d0
2
d d0
4
略去高次项，则
C
2
d d0
C0
传感器的灵敏度为 K C 2C0 d d0
其非线性误差为
( d )3
d 0 (d /d 0)2 100%
( d ) d0
灵敏度较单组变极距型提高了一倍，非线性大大减小。
②等有U关sc ，与任电何源这电些压参U数的、波固动定都电将容使C0及输电出容特式性传产感生器误的差ε，0因、此A 固定电容C0必须稳定，且需要高精度的交流稳压源。 ③由于电容传感器的电容小，容抗很高，故传感器与放大器之 间的联结，需要有屏蔽措施。 ④不适用于差动式电容传感器的测量。
五、电容式传感器的特点及设计要点
主要缺点：
输出阻抗高，负载能力差 寄生电容影响大
输出特性是非线性
2、设计要点
设计时可从以下几个方面考虑：
1)减小环境温度、湿度等变化所产生的误差，保证绝缘材料
的绝缘性能；
2)消除和减小边缘效应 边缘效应不仅使电容传感器灵敏度降低而且产生非线性，
传感器技术第4讲电容式传感器
特点： 1、 非接触 2、 精度高
Cx
S
d
3、 分辨率高（最小检测量为0.01微米）
第四节 应用举例 三、电容式测厚系统
Cx
S
d
第四节 应用举例 四、电容式测电缆偏心示意系统
C1 C2
C1 C2
C1 C2
C1 C2
Cx
S
d
完
第一节、工作原理及特性 三、类型
（一）变面积型(二种）
角位移式
直线位移式
第一节、工作原理及特性
三、类型
（一）变面积型
1、角位移式工作原理
当被测量的变化引起 动极板有一角度位移 θ时，两极间相互覆 盖的面积改变了 ，从
而也就改变了两极板 间的电容量C 。
C0
S
d
CdS1
由上式可见,电容量C与角位移θ呈线关系
隔离膜片
很高但差压很小的场合
隔离膜片
油硅
2.精度高、耐振动、耐冲击、
感压膜片
可靠好。
3.但制造工艺要求很高，尤 电极板
电极板
其是感压膜片的焊接是一工 绝缘体
艺难题。
第四节 应用举例 二、电容式测微仪
电容式测微仪原理如图3—18所示。圆柱 形探头外一般加等位环以减小边缘效应。 探头与被测件表面间形成的电容为:
第二节 测量电路
一、类型
1、调幅型 2、脉宽调制型 3、调频型
第二节 测量电Βιβλιοθήκη 1、调幅型这种电路输出的是幅度值，并且正比于或 近似正比于被测信号。该电路有两种：
（1）交流电桥电路
（2）运算放大器电路
第二节 测量电路
1、调幅型 （1）交流电桥电路----单臂接法
A
电容式压力传感器
电容式压力传感器首先，我们来了解一下电容式压力传感器的工作原理。
电容式压力传感器通常由两个金属电极和一个介质组成。
当介质受到压力作用时，介质的形变会导致电容的变化，进而改变传感器的输出信号。
通过测量电容的变化，就可以得到介质受到的压力大小。
这种测量原理使得电容式压力传感器具有了很高的灵敏度和精度，能够满足对压力测量的精确要求。
其次，电容式压力传感器具有很高的响应速度。
由于电容的变化是瞬时的，因此传感器对压力的变化能够迅速做出响应，这使得电容式压力传感器在需要快速测量压力的场合中表现出色。
比如在汽车制动系统中，需要对制动液压力进行快速准确的测量，电容式压力传感器就能够胜任这样的任务。
另外，电容式压力传感器还具有很高的稳定性和可靠性。
由于其结构简单、工作原理清晰，因此传感器在长期使用过程中能够保持良好的性能，不易出现故障。
这使得电容式压力传感器在工业生产中得到了广泛的应用，比如在注塑机、冲压机等设备中，都需要对压力进行实时监测，而电容式压力传感器能够稳定可靠地完成这样的任务。
此外，电容式压力传感器还具有很高的适应性。
它可以适用于各种介质的压力测量，比如液体、气体等，而且可以适应不同的工作环境，比如高温、高压等。
这使得电容式压力传感器在航空航天、石油化工等领域中得到了广泛的应用，满足了不同场合对压力测量的需求。
总的来说，电容式压力传感器具有很高的灵敏度、响应速度、稳定性和适应性，能够满足各种工业生产、汽车制造、航空航天等领域对压力测量的需求。
随着科技的不断进步，电容式压力传感器的性能还将不断提升，应用范围也将进一步扩大。
相信在未来的发展中，电容式压力传感器将会发挥更加重要的作用，为各行各业的发展做出更大的贡献。
电容式传感器
汽车气囊的保护作用
使用加速度传感器可以在汽车发生碰撞 时，经控制系统使气囊迅速充气 。
汽车气囊对驾驶员的保护作用
电容式接近开关
齐平式
非齐平式
电容式接近开关在物位测量控制中的使用演示
• 电容式接近开关的测量头通常是构成电容器的 电容式接近开关的测量头通常是构成电容器的 一个极板，而另一个极板是开关的外壳。 一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个 外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳 相连接。 相连接。 • 当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体， 当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体， 由于它的接近， 由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变 从而使电容量发生变化， 化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相 连的电路状态也随之发生变化， 连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制 开关的接通或断开。 开关的接通或断开。 • 这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以 这种接近开关检测的对象，不限于导体， 是绝缘的液体或粉状物等。 是绝缘的液体或粉状物等。
电容测厚仪结构示意图 l一金属带材 2一电容极板 3一传动轮 4一轧辊
电容式转速传感器
• 电容式转速传感器的工作 原理： 原理： • 齿轮外沿面为电容器的动 极板． 极板 ． 当电容器 定极板与 齿 顶相对时， 电容量最大， 顶相对时 ， 电容量最大 ， 而与齿隙相对电容量最小。 而与齿隙相对电容量最小 。 当齿轮转动时， 当齿轮转动时 ， 电容量发 生周期性变化． 生周期性变化 ． 通过测量 电路转换为脉冲信号， 电路转换为脉冲信号 ， 设 频率计显示为f， 频率计显示为 ，则n=60f/z
电容式转速传感器的结构原理1电容式转速传感器的结构原理 一定极板： 电容式传感 齿轮 2一定极板：3-电容式传感 一定极板 器 4频率计 频率计
电容式进气压力传感器
进气压力传感器
进气压力传感器主要检测的是节、 气门后方的进气歧管的绝对压力， 它根据发动机转速和负荷的大小 检测出歧管内绝对压力的变化， 然后转换成信号电压送至电子控 制器(ECU)，ECU依据此信号电压 的大小，控制基本喷油量的大小。
数字信号：信号频率随进气真空的改变而改变，当没有真空时信号频率 为160HZ，在怠速时真空度为64.3kPa，信号频率约为105HZ。检测时应按 照维修手册中的资料来确定真空度和输出频率信号的关系。
波形的幅值大多数应满5V，波形的形状要适当一致，矩形的拐角和垂直 沿的一致性要好。
OVER
进气压力传感器输出特性
发动机工作中，节气门开度越小，进 气歧管的真空度越大，歧管内的绝对 压力就越小，输出信号电压也越小。 节气门开度越大，进气歧管的真空度 越小，歧管内的绝对压力就越大，输 出信号电压也越大。输出信号电压与 歧管内真空度的大小成反比（负特 性），与歧管内绝对压力的大小成正 比（正特性）。
测量原理
两种检测方法（FORD）
（1）万用表检测
电源线：拔下连接器，点火开关ON，发动机静止，供电电 压５V。
搭铁线：拔下连接器，点火开关OFF，搭铁电阻小于5Ω。
信号线：插好连接器，发动机运转，动态信号频率80Hz— 160Hz，减速80HZ，怠速105HZ，大气压160HZ 。（2源自示波器检测电容式进气压力传感器
1. 结构： 厚膜电极附在氧化铝膜片上 2. 原理： 两氧化铝膜片构成电容，膜片上的压力 电容值传感器输 出信号的频率（80~120HZ）与进气压力成正比。 3. 应用 FORD、LINCOLN-MERCURL车型
压力传感器的原理和应用
压力传感器的原理和应用压力传感器是一种专门用于测量压力的装置，可以将压力信号转化为与之对应的电信号输出。
它主要由感应元件、信号处理电路和输出设备组成。
压力传感器的原理基于一系列物理效应，如电阻效应、压电效应、电容效应等，通过感应元件对压力进行感应和转化。
一、压力传感器的原理压力传感器的原理有多种，包括电阻式、压电式、电容式等。
1. 电阻式压力传感器：这种传感器的原理基于电阻的改变。
当压力作用于感应元件时，感应元件的电阻会随之改变，通过测量感应元件上的电阻变化，可以确定压力的大小。
电阻式压力传感器的优点是精度高、响应速度快，但缺点是较为复杂，体积较大。
2. 压电式压力传感器：这种传感器的原理基于压电效应。
压电材料在受到机械力作用时，会产生电荷，通过感应元件将机械能转化为电能。
压电式压力传感器具有高灵敏度和稳定性好的特点，广泛应用于工业控制领域。
3. 电容式压力传感器：这种传感器的原理基于电容效应。
压力导致感应元件结构的微小变形，从而改变感应元件的平行板之间的电容量。
通过测量电容的变化，可以获得压力的信息。
电容式压力传感器的优点是结构简单、精度较高，但对环境的适应性较差。
二、压力传感器的应用压力传感器在许多领域都有广泛的应用，以下是其中几个主要的应用领域：1. 工业控制：压力传感器可以用于测量和监测工业过程中的压力变化。
比如，在冶金行业中，压力传感器常用于测量高炉中的压力变化，以控制冶炼过程；在石油化工行业中，压力传感器常用于监测管道中的压力，确保安全运行。
2. 汽车工业：压力传感器在汽车工业中有多种应用，常见的如汽车发动机的油压检测、轮胎胎压监测等。
这些应用可以提高汽车的性能和安全性。
3. 医疗领域：压力传感器在医疗领域中扮演着重要的角色，用于监测患者的生理参数。
例如，血压计就是一种常见的压力传感器，它可以测量人体血管中的压力值，帮助诊断和治疗疾病。
4. 家用电器：压力传感器也广泛应用于家用电器中，如洗衣机、空调等。
一种新型电容式蓝宝石压力传感器
灵敏 电桥 电路的蓝宝石膜片焊接在钛 合金测量 膜片上。当被测压力传送到钛合金接收膜 片上 时，在压力的作
用 下 ， 钛 合 金 接 收 膜 片 产 生 形 变 ，该 形变 被硅 一 蓝 宝 石 敏 感 元 件 感 知 后 ，其 电桥 输 出会 发生 变化 。 其 特 性 优
凹槽 ；中央电极 内的无 电极 区 中图分类号 ：Ｔ ２ ２ Ｐ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：１Ｏ — ８ Ｘ ２ １） － ０ ０ ０ ６ ８３ （ ０ ０２— ４ Ｏ ０ １３
。
宋 国庆
林 金 秋 张莉 新 邹 向光
一
、
前 言
Ｓ ＯＳ结构的硅一 蓝宝石压力传 感器 是一种高性能 的压力传感器【【 ，它利用压 阻原理 ，以硅一蓝宝石作 为 】
一
有 一 个 致 命 的缺 点 ，就 是 在 酸 、碱 介 质 中长 期 工 作 容 易 受 到
腐 蚀 ，有 的甚 至 石 具 有
产 生蠕 变 ， 因此 迟 滞 和 非 线 性 严 重 。除 此 之 外 ，上 述 材 料 还
配。因此，为 了获得高精度 、优 良的温度稳定特性 ，简化传
感 器 的 结 构 ， 降低 生产 成 本 ，本 文 采 用 ｃ 面 （ ０ １ ０ ０ ）取 向蓝 宝石 晶 片 。 ２ 、传 感 器 的 总体 设 计
异、滞 后、应变疲劳和蠕变极 小、硅一 蓝宝石敏 感元件无 ｐｎ结 ，可 以在高温下工作 （ － 高达 ３ ０ ，颇适宜 ５￣ Ｃ）
高 压测 量应 用 （ ～ ６ ＭＰ ） 度 可 达 ０Ｉ ０ ２ ０ ａ ，精 ．％ＥＳ。但 是 ，由 于其 本 质 仍 然 是 利 用 硅 压 阻特 性 工 作 ， 因此 在 宽 温 ．
压力传感器原理及应用
压力传感器原理及应用压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分,由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号作输出,给显示仪表显示压力值,或供控制和报警使用。
压力传感器的种类繁多，如压阻式压力传感器、应变式压力传感器、压电式压力传感器、电容式压力传感器、压磁式压力传感器、谐振式压力传感器及差动变压器式压力传感器，光纤压力传感器等。
一、压阻式压力传感器固体受力后电阻率发生变化的现象称为压阻效应。
压阻式压力传感器是基于半导体材料(单晶硅)的压阻效应原理制成的传感器，就是利用集成电路工艺直接在硅平膜片上按一定晶向制成扩散压敏电阻，当硅膜片受压时，膜片的变形将使扩散电阻的阻值发生变化。
压阻式具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。
1、压阻式压力传感器基本介绍压阻式传感器有两种类型：一种是利用半导体材料的体电阻做成粘贴式应变片，称为半导体应变片，因此应变片制成的传感器称为半导体应变式传感器，另一种是在半导体材料的基片上用集成电路工艺制成的扩散电阻，以此扩散电阻的传感器称为扩散型压阻传感器。
半导体应变式传感器半导体应变式传感器的结构形式基本上与电阻应变片传感器相同，也是由弹性敏感元件等三部分组成，所不同的是应变片的敏感栅是用半导体材料制成。
半导体应变片与金属应变片相比，最突出的优点是它的体积小而灵敏高。
它的灵敏系数比后者要大几十倍甚至上百倍，输出信号有时不必放大即可直接进行测量记录。
此外，半导体应变片横向效应非常小，蠕变和滞后也小，频率响应范围亦很宽，从静态应变至高频动态应变都能测量。
由于半导体集成化制造工艺的发展，用此技术与半导体应变片相结合，可以直接制成各种小型和超小型半导体应变式传感器，使测量系统大为简化。
但是半导体应变片也存在着很大的缺点，它的电阻温度系统要比金属电阻变化大一个数量级，灵敏系数随温度变化较大它的应变—电阻特性曲线性较大，它的电阻值和灵敏系数分散性较大，不利于选配组合电桥等等。
电容传感器
◆ S可以很大，实现纳米测量。
◆ 线性较差 特点： ◆灵敏度不是常数
◆测量范围小 ◆分辨力极高
8
为解决非线性和灵敏度之间的矛盾可以采用差动 式结构，如图示。
d1 d Dd
d1 △d
d
d2 d Dd
d2
d
9
C1
C0
1
1 Dd
d
C0
1
Dd d
Dd d
2
Dd d
3
C2
DC
相对灵敏度：
S'
C0 2
Dd d
非线性误差：
Dd
d3 100%
Dd 2 100%
Dd d
d
11
差动式与简单式特性比较
单电容
差动电容
输出特性
DC Dd C0 d
灵敏度
K DC C0 Dd d
非线性误差 Dd 100%
d
DC Dd
2
C0
d
K DC 2 C0 Dd d
Dd
2
100%
解：
Cm in
2 0H
ln r2
2
(8.85 pF / m) 1.2m ln 5
41.46 pF
r1
Cmax
2 0 r H
ln r2
41.46 pF 1.2 87.07 pF
r1
V d 2 H (0.5m)2 1.2m 235 .6L （体积）
4
4
K Cmax Cmin 87.07 pF 41.46 pF 0.19 pF / L
达式。
dC
d
2 rdr
r
22
r
C 0 dC C0
一文读懂压力传感器的原理和分类
一文读懂压力传感器的原理和分类压力传感器是一种测量物体受到的压力大小的装置。
其原理是通过将压力转化为电信号来实现测量。
压力传感器的原理主要分为电阻式、电容式和压电式。
1.电阻式压力传感器是最常见的一种类型。
它基于金属或半导体材料的电阻特性来实现压力的测量。
当物体受到压力时，传感器内的电阻会发生变化。
通常，电阻的变化与压力成正比。
通过测量电阻的变化，可以确定物体受到的压力大小。
电阻式压力传感器的优点是简单、可靠，适用于广泛的应用领域。
2.电容式压力传感器是利用电容变化来测量压力的。
传感器内部由两个电极组成，当物体受到压力时，电容值会发生变化。
测量电容的变化可以确定压力大小。
电容式压力传感器具有高灵敏度和快速响应的优点，但在一些极端环境下可能会受到干扰。
3.压电式压力传感器使用压电材料来实现压力的测量。
压电材料具有压电效应，即当受到压力时，会生成电荷。
压电式压力传感器是将压电材料与电路结合在一起，通过测量电荷的变化来确定压力大小。
压电式压力传感器具有高精度和稳定性的优点，但价格相对较高。
这些压力传感器可以按照测量范围的不同进一步分类，分为绝对压力传感器、相对压力传感器和差压传感器。
1.绝对压力传感器是以大气压力作为基准，测量物体相对于大气压力的压力大小。
它通常被用于测量海拔高度、液体的液位等应用中。
2.相对压力传感器是测量物体相对于周围环境的压力大小。
它适用于检测物体内部压力的变化，例如气缸的工作压力、汽车轮胎的气压等。
3.差压传感器是测量两者之间的压力差。
它通常用于流体流量测量以及气体和液体的过滤等应用中。
除了以上分类，压力传感器还可以根据测量原理、测量范围、结构形式等参数进行进一步细分，以满足不同应用需求。
总结起来，压力传感器是一种通过将压力转化为电信号来实现测量的装置。
根据原理的不同，压力传感器可以分为电阻式、电容式和压电式。
根据测量范围的不同，压力传感器可以分为绝对压力传感器、相对压力传感器和差压传感器。
电容式压力传感器
电容式压力传感器一、概念电容式压力传感器（capacitive type pressure transducer），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。
二、结构与工作原理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。
在薄膜感受到压力的时候，它会变形的，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。
它的应用非常广泛，之所以应用这么广泛，是因为它的优点有很多：它的分辨率很高；它可以进行动态的检测；它的结构很简单，并不复杂；它可以在很恶劣的工作环境下正常工作，解决人不可以测量的很多问题；它可以是非接触测量的，很方便。
三、分类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。
（1）差动电容式压力传感器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。
当受到压力的作用的时候，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，而测量的结果是由差动式的电路输出的。
此传感器的固定的电极是由在凹而曲的玻璃的表层上面镀上金属层而制造出来的。
当过载的时候，膜片就会受到凹面的保护，所以，它是不会破裂的。
相对于单电容式压力传感器来说，它的线性度较好，灵敏度也较高，但是在加工方面就比较困难了，还有它不可以完成对被测的液体或者是气体的隔离，所以，它不适合使用在有杂质的或者是有腐蚀性的流体之中。
（2）单电容式压力传感器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。
有另外的一种型式，它是跟固定电极取凹形球面状的，而膜片是周围边缘的固定的张紧的平面，膜片能够使用塑料接着镀上金属层的这个方法制造而成的。
压力传感器特征对比
压力传感器特征对比
传感器是指能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
压力传感器种类繁多，测量精度也相差很大。
以下作简单的对比：
(1)应变电阻式传感器安装于传感器中的电阻片被接于测量电桥中，当电阻片受到外
力作用产生变形时，其阻值便发生变化，因此测量电桥便有相应的不平衡信号输
出。
应变片式传感器体积大,灵敏度低。
(2)电容式传感器在传感器中装有一个有固定电极和可动电极构成的电容器，此电容
器被接在一个谐振回路中，当传感器承受压力时，由于两个电极间的距离发生变
化，使电容量发生变化，因此谐振电路的谐振频率便发生相应的变化，从而实现
了将压力转换为电量的目的。
电容式传感器体积大、结构复杂、加工工艺要求高。
(3)压电式传感器压电式加速度传感器是利用压电晶体或人工极化陶瓷、铁电材料为
敏感元件，将振动信号转换成电信号的换能装置，它的输出电荷与振动加速度成
正比。
压电式传感器的高频响应相当好，这是其突出的特点。
但不能测量静态物
理量，对于缓慢变化的动态量，其灵敏度下降。
（5）扩散硅压阻式传感器由外壳、硅膜片和引线组成。
其核心部分是一块圆形硅膜片，在膜片上采用半导体微机械加工工艺扩散上四个阻值相等的电阻，用导线将其构成平衡的惠斯顿电桥。
膜片的两侧有两个压力腔，一个是与被测系统相连接的高压腔，另一个是低压腔。
当外加压力信号与高、低压腔相连、硅膜片两边存在压力差时，膜片产生变形，四个电阻在应力作用下，电桥失去平衡引起输出电压变化，该信号的变化和所加差压成正比。
四种压力传感器的基本工作原理及特点
四种压力传感器的基本工作原理及特点压力传感器是一种用于测量物体所受压力的传感器。
根据其工作原理和特点的不同，可以分为四种常见的压力传感器：电阻式压力传感器、电容式压力传感器、压电式压力传感器和压缩气体式压力传感器。
1.电阻式压力传感器：电阻式压力传感器是利用物体受压时，在感应材料内部产生的电阻变化来测量压力的。
它通常由一根弹性变形的细线或薄膜构成，当物体受压时，细线或薄膜会发生弯曲或拉伸，从而导致电阻值的变化。
该传感器具有量程宽、精度高、稳定可靠等特点，但灵敏度较低。
2.电容式压力传感器：电容式压力传感器是利用物体受压时，介电材料内部电容值的变化来测量压力的。
它通常由两块金属薄膜之间夹有一个绝缘层构成，当物体受压时，绝缘层会发生变形，从而引起电容值的变化。
该传感器具有高精度、灵敏度高、响应速度快等特点，但对干扰敏感。
3.压电式压力传感器：压电式压力传感器是利用一些晶体或陶瓷材料在机械应力作用下，会产生电荷或电压信号的特性来测量压力的。
它通常由压电材料制成，当物体受压时，压电材料会产生电势差，从而测量压力的大小。
该传感器具有高灵敏度、宽工作频率范围、横向效应小等特点，但易受温度影响。
4.压缩气体式压力传感器：压缩气体式压力传感器是利用物体受压时，气体压力的变化来测量压力的。
它通常包括一个用于测量压力的腔体和一个用于补偿环境压力的腔体，两个腔体之间通过管道连接。
当物体受压时，腔体内的气体压力发生变化，通过管道传递到测量压力的腔体，从而测量压力的大小。
该传感器具有高灵敏度、稳定性好、适用范围广等特点，但对工作环境要求较高。
综上所述，四种压力传感器都具有一定的特点和优势，根据不同的应用需求选择合适的传感器可以更好地满足工程和科研上的需要。
王介生-2010检测技术-第5章电容式传感器.
（a）平板状
（b）筒状
C x C0 a C x C0 l
电容改变量与水平位移成线性关系
5.1.1 变面积型电容式传感器
动极板 定极板
r2 A 2
r
A A0 (1 )
图6.6 角位移测量的变面积型电容式传感器原理图
图6.7 计算扇形面积的方法
5.1.2 变介质型电容式传感器
因为各种介质的相对介电常数不同，所以在电容器
两极板间插入不同介质时，电容器的电容量也就不同。这 种传感器可用来测量物位或液位，测量厚度，也可测量位
移。
D
5.1.2 变介质型电容式传感器
2 0 H C0＝ D ln d
d
ε 1：液体介质的介电常数 ε :空气的介电常数； H :电极板的总长度； d、D：电极板的内、外径；
Z2U U Z2－Z1 U U 0＝ － ＝ Z1＋Z2 2 Z1＋Z2 2
C1－C2 U U 0＝ C1＋C2 2
5.2.3 运算放大器
Ix
I0
U i
Cx
C0
O
I i
1 1 U i ZC0 I 0 I0 j I0 jwC0 wC0
U o
－K
1 1 U 0 Z Cx I x Ix j Ix jwCx wCx
C d C0 d0 K C C0 1 d d0
单位输入位移所引起的输出电容量变化与 d0 成反比关系
非线性误差
C d ＝ C0 d0
d d d 1 d0 d0 d0
2
非线性误差：
第3章-电容式传感器
结构形式二
电容传感器分类比较
§2电容式传感器的输出特性
差动电容传感器的结构如图3—4所示( )其输出特性 曲线如图3—5所示。在零点位臵上设臵一个可动的接 地中心电极，它离两块极板的距离均为d。当中心电极 在机械位移的作用下发生位移 d 时，则传感器电容 量分别为
1 C1 d 0 d d 0 1 d d0
d ) d0 A A C1 d d 2 （3—3） d 0 d d (1 ) d 0 (1 2 ) 0 d0 d0
A(1
d 2 当 d d0 时， 1 d 2 1 ，则式（3—3）可以简化为： 0 d
A(1
C1 d0 ) d0 C0 C0 d d0
（3—4）
C
C1
C2
0
d1
d2
d
图3-2 电容量与极板距离的关系 由图3—2可以看出，当 d 0 较小时，对于同样的 d变化所引起的电容变化量 C可以增大，从而使传感 器的灵敏度提高；
在实际应用中，为了提高传感器的灵敏度和克服某 些外界因素(例如电源电压、环境温度、分布电容等) 对测量的影响，常常把传感器做成差动的形式，其原 理如图3—4所示。
差动电容式传感器的相对非线性误差为：
C C C d （ ） （ ） 2 C0 实际 C0 线性 C0 d0 d 2 d 4 d 2 r ( ) ( ) ... ( ) C d d0 d0 d0 （ ） 2 C0 线性 d0
灵敏度
若略去高次项，则 C 与 C0
RS 代表串联损耗，即引线电阻，电容器支架和极板
的电阻。
电感L由电容器本身的电感和外部引线电感组成。 由等效电路可知，等效电路有一个谐振领率，通常 为几十兆赫，当工作频率等于或接近谐振频率时， 谐振频率破坏了电容的正常作用。因此，应该选择 低于谐振频率的工作频率，否则电容传感器不能正 常工作。
电容式压力传感器
利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力传感器。它一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。
单电容式压力传感器 它由圆形薄膜与固定电极构成。薄膜在压力的作用下变形，从而改变电容器的容量，其灵敏度大致与薄膜的面积和压力成正比而与薄膜的张力和薄膜到固定电极的距离成反比。另一种型式的固定电极取凹形球面状，膜片为周边固定的张紧平面，膜片可用塑料镀金属层的方法制成（图1）。这种型式适于测量低压，并有较高过载能力。还可以采用带活塞动极膜片制成测量高压的单电容式压力传感器。这种型式可减小膜片的直接受压面积，以便采用较薄的膜片提高灵敏度。它还与各种补偿和保护部以及放大电路整体封装在一起，以便提高抗干扰能力。这种传感器适于测量动态高压和对飞行器进行遥测。单电容式压力传感器还有传声器式（即话筒式）和听诊器式等型式。
电容式力传感器
其特点是结构简单，灵敏度高，动态响应快，但是由于电荷泄漏难于避免，不适宜静态力的测量 (电容式力传感器的结构原理)。
电容式个贯通的圆孔，每个圆孔内固定两个端面平行的丁字形电极，每个电极上贴有铜箔，构成由多个平行板电容器并联组成的测量电路。在力F作用下，弹性元件变形使极板间矩发生变化，从而改变电容量，如左图(电容式力传感器)所示。
差动电容式压力传感器 它的受压膜片电极位于两个固定电极之间,构成两个电容器（图2）。在压力的作用下一个电容器的容量增大而另一个则相应减小，测量结果由差动式电路输出。它的固定电极是在凹曲的玻璃表面上镀金属层而制成。过载时膜片受到凹面的保护而不致破裂。差动电容式压力传感器比单电容式的灵敏度高、线性度好，但加工较困难（特别是难以保证对称性），而且不能实现对被测气体或液体的隔离，因此不宜于工作在有腐蚀性或杂质的流体中。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电容式压力传感器也是传感器的一种，近年来电容式压力传感器应用的领域十分的广泛，接下来让艾驰小编为大家具体的介绍一下电容式压力传感器吧。
近几年来国内很多厂家试图引进国外的传感器技术和设备甚至国外的人才来生产电容式压力传感器，并且取得了不错的效果，一些国内压力传感器厂家生产的电容式压力传感器已经能够满足大多情况下的需要。
电容式压力传感器常见的是3051和1151两种型号，1151压力传感器在前几年应用比较多。
但今几年一般都使用3051压力传感器，因为3051压力传感器体积比1151压力传感器，而且比较美观。
所以一般客户都选择3051压力传感器，除非是以前用的是1151压力传感器一般现在不选择1151压力传感器了。
不管是3051压力传感器还是1151压力传感器一般都有平法兰和插入筒两种形式。
这两种形式又有什么区别呢。
大家都知道罐体附近的温度比较罐体内部液位温度要低，所以需要测量罐体内部液位温度的时候我们就需要选择插入筒的压力传感器。
电容式压力传感器还有很多分类，如果客户需要使用电容式压力传感器可以咨询厂家，近几年来电容式压力传感器价格有所下降，大家在选择电容式压力传感器厂家的时候不要只看价格要看公司的规模，以便选择自己满意的传感器。
艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。
如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城/。