电容差压式压力传感器

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。

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电容式压力传感器原理
电容式压力传感器的原理基于电容器的工作原理。

电容器是由两个金属板（电极）组成的，中间隔着一层绝缘材料。

当电容器没有受到外力时，两个金属板之间的电场是均匀的，电容器的电容值保持不变。

当外力作用在电容式压力传感器上时，传感器会产生弯曲变形。

这样，电容器的金属板之间的距离发生变化，导致电场的均匀性被破坏。

这种变化使得电容器的电容值发生变化。

通过测量电容值的变化，我们可以获得外力的大小。

一种常见的测量方法是使用电桥电路。

通过调节电桥电路中的电阻，使得电桥平衡，即电流在各个分支中均衡流动。

当外力作用在传感器上时，电容器的电容值发生变化，导致电桥不再平衡，产生输出电压信号。

通过测量输出电压的大小，我们就可以了解外力的大小。

电容式压力传感器具有灵敏度高、响应速度快、温度稳定等优点。

它广泛应用于压力测量、工业自动化控制、汽车制造和医疗设备等领域。

电容式压力传感器工作原理图电容式压力传感器原理工作原理
在石油、钢铁、电力、化学等生产工艺过程中压为是非常重要的参数。

此外，在机械制造技术方面，从小批量生产到连续程序控制．从小规模的设备到大规模的成套设备和不断发展的多功能的成套设备．都需要大量的压力传感器。

为厂使这些复杂化、大规模化的成套设备能安全运转，对压力传感器的可靠性和稳定性的要求也越来越高．
下面就性能良好，可靠性高的静电容式的传感器加以叙述，如下图。

测量压力有表压力及绝对压力测量二种方式。

表压测量采用以大气压为基准测容器内压力的方法。

绝对压力的测量是采用以绝对真空为基准而测容器内压力的方法。

二者的基本原理相同，所不同的是表压传感器将低压例制成对照大气开口的结构；而绝对压力测量则把低压设在真空室的结构．对高压和低压两例的接触溶液膜加压后，通过密封液加到感压膜上，感压膜(可变电极)接着高压侧和低压侧的压力差成正比地改变位置，感压膜的位移，使膜与两侧固定电极之间形成路电容运差，这个静电容放差位经电路转换、放大后就变成4-20mADc的输出信号。

该传感器的特点：
1、具有能实现高可可靠性的简单盒状结构；
2、具有0.2%、50度的高温特性；
3、小型轻量和耐振性强
4、测量范围宽．
5、温度范围宽
6、内有指示针。

1引言MEMS 电容式压力传感器由一个可动电极和一个固定电极构成。

以硅微纳米加工技术制造的硅膜，在压力的作用下会发生形变，与金属固定电极之间的电容发生变化，故此可作为可动电极，通过检测电容变化实现对压力的检测。

由于硅材料在屈服强度、塑性形变等机械特性方面具有极其优异的特性，因此利用硅材料制作的MEMS 电容式压力传感器与传统的金属膜盒式电容式压力传感器相比在长期稳定性、精度及灵敏度等方面具有极大优势，更适合用来满足高性能、高可靠性等方面的应用需求。

与MEMS 压阻式压力传感器相比，由于MEMS 电容式压力传感器利用电容原理检测压力，因此在温度漂移、检测灵敏度、长期稳定性等方面均具有较大优势，尤其在灵敏度方面甚至比压阻式压力传感器高一个量级以上。

由于MEMS 电容式压力传感器的优异性能，国内外众多研究机构和公司对其开展深入研究[1-4]，其中芬兰Vaisala 公司研制的MEMS 电容式压力传感器，以其在灵敏度方面的优异表现，更是在火星探测中获得应用[5]。

日本富士公司的工业压力变送器，也使用MEMS 电容式压力传感器作为传电容式MEMS 差压压力传感器的设计与制造*侯智昊1，赵雪莹1，王增智2（1.沈阳航空航天大学电子信息工程学院，沈阳110136；2.中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110032）摘要:基于硅-玻璃结构，设计并制造了一种MEMS 电容式差压压力传感器，利用由硅MEMS微纳米加工技术制作的硅可动薄膜作为压力的感测电极，利用在Pyrex 玻璃上淀积Au 薄膜作为固定电极，通过硅-玻璃阳极键合工艺实现硅结构与玻璃的键合。

在键合过程中实现Pryex 玻璃上的pad 与硅可动电极的互联，实现MEMS 电容式差压压力传感器功能。

所设计的MEMS 差压压力传感器的量程范围为0~40kPa ，其电容变化范围为5.4~7.3pF ，电容变化量率达到了35%。

利用二次曲线拟合，满量程误差小于0.4%FS ，可满足大部分应用场合的需求。

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。

3.43 电容式压力传感器的结构和工作原理是怎么样的？
差压式电容传感器的核心部分是一个差动变极距式电容传感器。

它以热胀冷缩系数很小的两个凹形玻璃（或绝缘陶瓷）圆片上的镀金薄膜作为定极板，两个凹形镀金薄膜与夹紧在它们中间的弹性平膜片组成C1和C2 。

当被测压力p
、p2由两侧的内螺纹压力接头
进入各自的空腔，该压力通过不锈钢波纹隔离膜
以及热稳定性很好的灌充液（导压硅油），传导
到“δ腔”。

弹性平膜片由于受到来自两侧的压力
之差，而凸向压力小的一侧。

在δ腔中，弹性膜
片与两侧的镀金定极之间的距离很小（约0.5mm
左右），所以微小的位移（不大于0.1mm）就可
以使电容量变化100pF以上。

测量转换电路（相
敏检波器）将此电容量的变化转换成4~20mA的
标准电流信号，通过信号电缆线输出到二次仪
表。

从图b中还可以看到，该压力变送器自带液
晶数码显示器。

可以在现场读取测量值，总共只
需要电源提供4~20mA
电流。

电容式差压传感器
δ室剖面图
差动电容的输入激励源通常做在信号处理壳体中，其频率通常
选取100kHz左右，幅值约为１０V pp左右。

经变送器内部的CPU
线性化后，差压变送器的输出精度一般可达1%左右。

带隔离膜片的差动电容压力传感器
对额定量程较小的差动电容式差压变送器来说，当某一侧突然失压时，巨大的差压有可能将很薄的平膜片压破，所以设置了安全悬浮膜片和限位波纹盘，起过压保护作用。

电容式压力传感器的工作原理
电容式压力传感器是一种常用的压力测量装置。

它利用电容的变化来测量外力对其施加的压力。

其工作原理如下：
1. 电容是指两个电极之间的储存电荷的能力，可以通过距离两电极的距离和媒介介电常数来调节电容的大小。

2. 电容式压力传感器通常由两个平行的金属电极构成，形成一个电容结构。

3. 当外力施加到传感器上时，电容结构的形状和尺寸会发生微小的变化，进而影响电容的大小。

4. 这种微小的形变会导致电容值的变化。

通常，压力增大导致电容减小，压力减小则导致电容增大。

5. 传感器连接到一个电路中，通过测量电容的变化来推测外力对传感器的压力。

6. 传感器的电路可以根据电容变化转换为压力或压力差的电信号。

7. 检测到的电信号可以通过变换电路放大和处理后送往显示器、记录仪或控制系统等设备。

综上所述，电容式压力传感器通过测量电容的变化来感知外力对其施加的压力，并将此变化转换为电信号进行测量和控制。