發布日期：2022-10-09 點擊率：162
【導讀】說到可變電容，先要說說什么是電容(Capacitance)，它是一個物體持有電荷的能力。電容器是電路中的元件，可以儲存電荷，并被認為是電感和電阻的三個基本電子元件之一。
今天我們聊聊什么是可變電容傳感器
在許多壓力傳感器應用中，高精度是必不可少的。不管您是在測量成千上萬的PSI還是只有四分之一英寸的水柱，最苛刻的工作都需要最好的工具。雖然市場上有許多類型的壓力傳感裝置，但在精度和質量方面，沒有一個比得上可變電容傳感器。可變電容壓力傳感器通常比其他類型的壓力傳感器更準確，一些產品精度高達±0.05% FS。
說到可變電容，先要說說什么是電容(Capacitance)，它是一個物體持有電荷的能力。電容器是電路中的元件，可以儲存電荷，并被認為是電感和電阻的三個基本電子元件之一。這項技術并沒有測量儲存的能量，而是測量可能儲存的能量。測量單位是法拉(F)，然而在大多數客戶使用的電容器裝置使用的是微法(μF)或更小。
電容器由兩個電極板組成，它們被稱為電介質的絕緣層隔開。電容器在板的尺寸和排列以及所使用的介質材料的種類上各有不同。當一個電容在電路中連接時，電源的電壓迫使電子在一個板的表面上，把電子從另一個板的表面上拉出來。這就產生了兩個板塊之間的能量電位差。
電容器的電容值可以根據應用進行固定或調整。電極板的大小、形狀和接近程度都能影響元件的電容性能。電極板塊越大，電容越大。在許多應用中，電容正變得越來越集成，例如計算機內存、電容式麥克風、無線電接收器、脈沖磁體和壓力傳感器。
簡單地說，這些壓力傳感器是一種電容器，一種具有充電能力的裝置。當壓力作用到傳感器內部的膜片上時，膜片就會收縮，或向固定電極彎曲，并改變電容。這種物理變化會導致電子輸出的變化，該裝置可將壓力讀數轉換成電流或電壓值。
然而，雖然原理可能是相同的，但在室內壓力監測器中使用的低量程傳感器與在發動機試驗臺使用的高量程傳感器內部結構有很大不同。
目前使用的可變電容傳感器有兩種：
Closing Gap和Opening Gap
Closing Gap
在Closing Gap傳感器上，有一個拉伸膜，由非常薄的不銹鋼制成，靠近或遠離固定電極，來改變電容值。
Closing Gap電容傳感器通常用于測量小于15psi的低壓應用。
這種傳感器的典型應用是室內壓力監測和暖通空調(HVAC)。例如Setra的SRIM2室內壓力監視儀。
Closing Gap傳感器可以是單向的，也可以是雙向的，這取決于應用的需求。在單向傳感器中，當隔膜向電極彎曲時，傳感器將輸出線性化，而雙向傳感器的隔膜在壓力變化時可以向任意方向移動。
這種Closing Gap的設計及其適合用于需要氣體隔離的壓差應用，譬如制藥工廠的潔凈間，疾控中心的傳染病房等，以上的設計既保證了膜片內部無其他介質，不會造成二次污染；也保證了壓差兩端的氣體隔離，保證了房間內外不會因為壓差傳感器造成氣體交換形成污染。
Opening Gap
Opening Gap傳感器工作方式則不同；當施加壓力時，隔膜隨電極移動，致使電容變化，從而改變電輸出。
無論傳感器是Opening Gap還是Closing Gap，可由各種不銹鋼制成。工業壓力傳感器可與耐腐蝕性材料結合使用，例如氫會腐蝕某些類型的不銹鋼(如17 -4 SS)，并可能導致組件在長時間暴露后失效。因此，部分部件可使用耐腐蝕耐潮濕的材料，例如Setra Model 209H膜片和接液部件均采用316 L不銹鋼。
Opening Gap的設計，豐富了膜片的材料，鑒于其有效區域很小，可以鍍金，鍍鉑等多種貴金屬提高傳感器的性能。這些傳感器通常用于工業OEM和測試、測量應用，這些應用壓力范圍從15 PSI到10,000 PSI不等。例如Setra Model ASL高精度微差壓傳感器。
可變電容是傳感器技術的一個重要的大類，可變電容電容技術見證了19世紀工業革命和二十一世紀信息技術革命的交匯；是久經考驗的技術，經過多年的發展，可變電容技術已不局限于房間差壓的測量；從HVAC到各種測量測試現場；到工業設備內的集成，可變電容至今仍發揮
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