电容式薄膜绝对压力传感器原理
- 格式:ppt
- 大小:2.64 MB
- 文档页数:12
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
电容式薄膜真空计的结构及工作原理
根据弹性薄膜在压差作用下产生形变而引起电容变化的原理制成的真
空计称为电容薄膜真空计。
它由电容式薄膜规管(又称为电容式压力传感器)
和测量仪器两部分组成。
根据测量电容的不同方法,仪器结构有偏位法和零位
法两种。
零位法是一种补偿法,具有较高的测量精度。
目前在计量部门作为低
真空副标准真空计的就是采用零位法结构。
如下电容式薄膜规管的中间装着一张金属弹性膜片,在膜片的一侧装有
一个固定电极,当膜片两侧的压差为零时,固定电极与膜片形成一个静态电容
C0,它与电容C1 串联后作为测量电桥的一条桥臂,电容C2、C3、C4 与C5 的串联组成其他三条桥臂。
金属弹性膜片将薄膜真空计隔离成两个室,分别为接被测真空系统的测
量室和接高真空系统(pb 小于10-3Pa)的参考压力室。
在这两个室的连通管道上设置一个高真空阀门7。
测量时,先将阀门7 打开,用高真空抽气系统将规管内膜片两侧的空间抽至参考压力pb,同时调节测量电桥电路,使之平衡,即指示仪表指零。
然后,关闭阀门7,测量室接通被测真空系统。
当被测压力p1 pb 时,由于规管中的压力差p1-pb,膜片发生应变引起电容C0 改变,破坏了测量电桥电路的平衡,指示仪表上亦有相应的指示。
调节直流补偿电源电压对电容C0 充电,使其静电力与压差相等,此时,电桥电路重新达到平衡,指示仪表又重新
指零。
根据补偿电压的大小,就能得出被测压力p1,故有
式中:p1 被测压力;
pb 参考压力;。
薄膜传感器的原理及应用1. 薄膜传感器的概述薄膜传感器是一种基于薄膜材料的传感器,利用薄膜材料的特性来测量和检测各种物理量。
薄膜传感器具有小巧轻便、灵敏度高、可靠性好等优点,已被广泛应用于工业自动化、生物医学、环境监测等领域。
2. 薄膜传感器的工作原理薄膜传感器的工作原理基于薄膜材料在外部作用下的物理和化学变化。
常见的薄膜材料包括聚合物薄膜、金属薄膜和半导体薄膜等。
2.1 聚合物薄膜传感器聚合物薄膜传感器的工作原理是利用聚合物材料在吸附物质后的体积或电学性质的变化来测量和检测物质的浓度、压力等物理量。
当目标物质接触到聚合物薄膜时,聚合物膨胀或溶解,并产生相应的电信号。
2.2 金属薄膜传感器金属薄膜传感器的工作原理是利用金属膜的电阻、电容或感应变化来检测外部物理量。
当外部物理量作用在金属薄膜上时,金属膜的电学性质会发生变化,从而产生相应的电信号。
2.3 半导体薄膜传感器半导体薄膜传感器的工作原理是基于半导体薄膜材料在外界作用下的电学性质变化。
半导体薄膜传感器通常由一层或多层半导体薄膜组成,当目标物质接触到薄膜表面时,薄膜的电阻或电容会发生变化,从而产生相应的电信号。
3. 薄膜传感器的应用领域薄膜传感器具有广泛的应用领域,以下列举了几个典型的应用领域:•工业自动化:薄膜传感器可用于测量温度、压力、流量等工业过程中的物理量,用于控制和监测生产过程。
•生物医学:薄膜传感器可用于测量生物体内的体温、血压、心率等生理参数,用于医学监测和诊断。
•环境监测:薄膜传感器可用于检测大气中的污染物浓度、土壤中的湿度、水质中的PH值等环境参数,用于环境监测和保护。
•智能穿戴设备:薄膜传感器可用于智能手表、智能眼镜等设备中,用于检测人体姿态、运动状态等信息。
•汽车工业:薄膜传感器可用于汽车中的空气质量监测、胎压监测等应用,提高汽车驾驶的安全性和舒适性。
4. 薄膜传感器的发展趋势随着科技的不断进步和应用领域的扩展,薄膜传感器也在不断发展和创新。
薄膜传感器的原理嘿,朋友们!今天咱来聊聊薄膜传感器的原理,这可真是个神奇又有趣的玩意儿啊!你想想看,薄膜传感器就像是一个超级敏锐的小侦探,时刻准备着捕捉各种细微的变化。
它的工作原理呢,其实就好比是我们的眼睛和耳朵,能察觉到那些我们可能忽略的小细节。
薄膜传感器是由一层薄薄的材料制成的,这层材料可不得了,它就像是有魔法一样,能够对周围的环境变化做出反应。
比如说温度啦、压力啦、湿度啦等等。
就好像我们人对冷了热了有感觉,它也能敏锐地察觉到这些变化呢!它的工作过程呢,就像是一个精确的舞者,每一个动作都恰到好处。
当外界的刺激来临,比如压力施加在它上面,这层薄膜就会像弹簧一样产生微小的变形。
嘿,这一变形可就不得了啦,它就会发出信号,告诉我们这里有情况啦!是不是很神奇?再打个比方,薄膜传感器就像是一个超级敏感的含羞草,稍微一碰它,它就会有反应。
只不过它的反应不是收缩,而是通过电信号之类的方式告诉我们发生了什么。
你说这小小的薄膜传感器,怎么就能这么厉害呢?它就像是隐藏在各种设备里的小秘密武器,默默地为我们服务着。
比如在我们的手机里、汽车里、家里的各种电器里,都有它的身影呢!它能让我们的手机屏幕对我们的触摸做出精准的反应,能让汽车知道轮胎的压力是不是正常,还能让家里的温度控制器准确地调节温度。
哇塞,这可真是太重要啦!要是没有它,我们的生活得变得多不方便呀!而且啊,薄膜传感器的种类还特别多呢!有测这个的,有测那个的,就像一个庞大的家族,每个成员都有自己独特的本领。
有的专门对付压力,有的擅长检测温度,还有的对湿度特别敏感。
它们就像是一群各有所长的小伙伴,一起为我们的生活保驾护航。
想想看,要是没有这些小小的薄膜传感器,我们的生活该少了多少乐趣和便利呀!它们就像是那些默默付出的幕后英雄,不张扬,但却无比重要。
所以说呀,薄膜传感器可真是个了不起的东西!它虽然小小的,却有着大大的能量。
它让我们的生活变得更加智能、更加舒适。
我们真应该好好珍惜和利用它,让它为我们创造更多的美好呢!这就是薄膜传感器的原理,是不是很有意思呀?。
薄膜式压力传感器工作原理嘿,朋友们!今天咱来聊聊薄膜式压力传感器的工作原理,这可有意思啦!你可以把薄膜式压力传感器想象成一个超级敏感的小侦探。
它的工作原理呢,就像是小侦探在时刻留意着周围的动静。
这个小侦探啊,由一个很薄很薄的膜片组成,就像人的皮肤一样敏感。
当有压力作用在这个膜片上时,就好比有人轻轻拍了一下小侦探的肩膀,它马上就能感觉到。
这时候,膜片就会产生微小的变形,这变形可不得了,它就像是小侦探发出的信号。
这个信号会被转化成电信号,然后通过一些线路传递出去。
这不就跟咱人一样嘛,咱被碰一下,会有感觉,然后大脑会知道。
薄膜式压力传感器也是这样,它能快速准确地感知压力的变化,并把这个信息传递出去。
你说这神奇不神奇?它能检测到极其微小的压力变化呢!那它都能用在啥地方呢?哎呀,那可多了去啦!比如在医疗领域,它可以检测病人的血压、呼吸等重要信息,就像医生的小助手一样。
在工业上呢,能监测机器的运行状态,要是机器哪里压力不太对劲,它能第一时间告诉人们。
再想想看,要是没有薄膜式压力传感器,那得多不方便啊!很多重要的设备可能就没法正常工作了,医疗诊断也可能没那么精准了。
所以说,它虽然看起来小小的,可作用大着呢!而且啊,它还特别耐用,就像一个坚强的小战士,不管环境多恶劣,它都能坚守岗位。
它还很稳定,不会随便出毛病,让人特别放心。
咱平时生活中可能不太会注意到它,但它却在默默地为我们服务呢!是不是很厉害?它就像一个幕后英雄,不声不响地发挥着巨大的作用。
总之啊,薄膜式压力传感器真的是个了不起的东西。
它用它那小小的身躯,为我们的生活和工作带来了那么多的便利和保障。
咱可得好好感谢它呢!这就是薄膜式压力传感器的工作原理,你明白了吗?原创不易,请尊重原创,谢谢!。
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。