變極距型電容傳感器

變極距型電容傳感器分為可動(dòng)極板，一般稱(chēng)為動(dòng)片和固定極板，當(dāng)動(dòng)片因被測(cè)量變化引起移動(dòng)時(shí)，就改變了兩極板間的距離d，從而使電容量發(fā)生變化。設(shè)初始極距為d，則

若電容器極板距離由初始值d縮小Δd不是線性關(guān)系。但是，若時(shí)。則式可以簡(jiǎn)化為

此時(shí)，C與Δd近似為線性關(guān)系，所以變極距型電容式傳感器只有在Δd/d很小時(shí)，才有近似的線性關(guān)系，一般位移應(yīng)小于間距的1/10。

在實(shí)際應(yīng)用中，為了改善非線性、提高靈敏度和減少外界干擾的影響，電容傳感器常做成差動(dòng)形式。

左側(cè)隔離膜片比右側(cè)隔離膜片更清晰。在這張照片中清晰可見(jiàn)的一個(gè)特征是左側(cè)隔離膜片與內(nèi)部金屬框架之間的間隙較小，而傳感膜片所在的寬敞腔室則較小。

回想一下，這些內(nèi)部空間通常由填充流體占據(jù)，其目的是將壓力從隔離膜傳遞到傳感膜片。另外，在薄膜上還有刻蝕出的小孔，當(dāng)薄膜隨質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，空氣流經(jīng)小孔從而產(chǎn)生所需的阻尼力。如前所述，實(shí)心金屬框架限制了每個(gè)隔離膜片的行程，使得高壓隔離膜片在傳感膜片被推過(guò)其彈性極限之前在金屬框架上“底部”。通過(guò)這種方式，可以保護(hù)傳感膜片免受過(guò)壓損壞，因?yàn)楦綦x膜片根本不允許再移動(dòng)得更遠(yuǎn)。

所述電容傳感器固有地測(cè)量它的兩側(cè)之間施加壓力差。與該功能一致，該壓力儀器具有兩個(gè)螺紋端口，可以施加流體壓力。位移傳感器它是以相對(duì)的輸出電壓來(lái)呈現(xiàn)出所測(cè)量位置的實(shí)際上的位置。本章后面的部分將詳細(xì)介紹差壓變送器的實(shí)用性。將傳感器的電容轉(zhuǎn)換為表示壓力的電子信號(hào)所需的所有電子電路都安裝在法蘭上方的藍(lán)色殼體中。電容壓力傳感原理的主品是羅斯蒙特3051型差壓變送器：

與所有差壓變送器一樣，3051具有兩個(gè)端口，流體壓力可通過(guò)這兩個(gè)端口施加到傳感器上。

電容傳感器結(jié)構(gòu)在3051中更復(fù)雜，傳感膜片的平面垂直于兩個(gè)隔離膜片的平面。這種“共面”設(shè)計(jì)比舊式傳感器更緊湊，更重要的是它將傳感膜片與法蘭螺栓應(yīng)力隔離開(kāi)來(lái)。