O sensor de presión capacitivo está composto por dúas pezas móbiles (diafragma metálico elástico), dúas pezas fixas (revestimento metálico no vidro cóncavo nos diafragmas elásticos superior e inferior), terminais de saída e carcasa, etc. Fórmanse dous condensadores en serie entre a placa móbil e as dúas placas fixas. Cando a presión de entrada actúa sobre o diafragma elástico, o diafragma elástico produce un desprazamento, que está destinado a diminuír a distancia cunha peza fixa e aumentar a distancia coa outra peza fixa (pódese demostrar cun anaco de papel). A distancia entre dous eléctrodos metálicos é un dos factores importantes que afectan á capacitancia: a distancia aumenta, a capacitancia diminúe, a distancia diminúe, a capacitancia aumenta. Este tipo de estrutura chámase estrutura diferencial na que os parámetros de dous elementos sensores cambian na mesma cantidade pero en sentido oposto debido a unha cantidade medida.
Se o diafragma elástico se coloca entre a presión lateral e a presión atmosférica (a cavidade superior do diafragma elástico é atmosférica), a presión medida é a táboa; se o diafragma elástico se coloca entre a presión lateral e o baleiro (a cavidade superior do diafragma elástico atravesa o baleiro), mídese a presión absoluta. A capacidade do condensador é proporcional ao dieléctrico e á súa área efectiva relativa entre as dúas placas do condensador, e inversamente proporcional á distancia entre as dúas placas, é dicir, C = ε A/ D, onde ε é a constante dieléctrica do dieléctrico, A é a área efectiva relativa entre os dous eléctrodos metálicos e D é a distancia entre os dous eléctrodos metálicos. A partir desta relación, pódese ver que cando dous dos parámetros non cambian e o outro parámetro se usa como variable, a capacitancia cambiará co parámetro cambiante.
Hai moitos tipos de circuítos de medición que se usan co sensor de presión capacitiva. Tomemos o circuíto da ponte como exemplo para ilustrar o principio de funcionamento do circuíto de medición do sensor diferencial de capacitancia. Debido a que a capacitancia é un parámetro de CA, a ponte excítase mediante CA a través do transformador. Dúas bobinas de transformador e capacitancia dunha ponte, cando non hai presión de entrada, unha ponte está equilibrada e dous valores de capacitancia son iguais a C0, cando o efecto da presión, un do valor de capacitancia de C0 + ΔC, outro valor de capacitancia de C0 – ΔC (ΔC para a presión externa causada pola variación da capacitancia), é unha ponte desequilibrada. Cando o valor de capacitancia é alto, a tensión tamén é alta e xérase unha diferenza de tensión entre os dous condensadores, a partir da cal a ponte xera unha tensión de saída U que representa a presión de entrada.
Data de publicación: 02-09-2022