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四会升降车租赁,新会升降车出租,南沙升降车出租    电容式差压传感器的原理与设计方法?
新闻分类:行业资讯   作者:admin    发布于:2021-10-154    文字:【】【】【

        四会升降车租赁,新会升降车出租,南沙升降车出租     电容式差压传感器的原理与设计方法?    电容式差压传感器的工作原理: 阐述了两种类型电容传感器的基本原理,其中变面积型电容传感器的输出特性为线性关系,但其灵敏度低于变极距型电容传感器。变极距型电容传感器的输出特性在一定范围内近似为线性,线性工作范围内灵敏度高。基于两类传感器的工作原理和特点,他们应用的场合有所不同,变面积型电容传感器一般用于测量较大的位移,变极距型电容传感器用于测量微小位移以及由于力引起的极距变化。气密性检测过程中,泄漏导致较小的气体压力变化,从而使得电容传感器 极板发生微小位移。电容式压力传感器在测微压时普遍采用变极距型结构。变极距型差动结构电容传感器比单一电容结构传感器的灵敏度高了一倍,线性度也有所提升,并且差动的对称结构能够减小环境因素对测量的影响,测量准确度高,因此本系统采用变极距型电容式差压传感器测量泄漏引起的压差信号。 


       电容式差压传感器的基本结构:   弹性膜片将传感器分隔成两个腔室,膜片张紧周边固支,当压力加载至弹性膜片两侧时,弹性膜片在压差作用下发生形变位移,导致两侧固定极板与膜片之间的间距发生变化,从而一侧极板与膜片间的电容量增大,另一侧的电容量减小,电容差的变化反应了压差的变化,因此从两侧极板引出导线,测量电容量的变化,从而可以得到压差的大小。电容式压差传感器的输出特性成非线性,仅在一定测量范围内输出可近似为线性关系,在传感器设计中需重点考虑测量范围内的线性度、灵敏度指标。 


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      根据电容式差压传感器的工作原理可知,设计的弹性膜片需要保证传感器在测量范围内有较好的线性度。弹性力学指出,在小挠度弯曲情况下,即挠度小于等于膜厚 H 的 0.3 倍,载荷和膜片形变的关系近似为线性。周边固定的承压圆膜在小挠度弯曲下,其挠度与压力的关系。 分析膜片受力发生形变后,极板与膜片之间的电容。,在小挠度理论下,电容差与压差成正比。然而,在实际应用场景中,小量程压力传感器的膜片较薄,挠度较大,很难保证在其工作范围内均满足小挠度变化,如果要完全满足小挠度范围,则膜片半径与厚度之比较小,导致传感器灵敏度不高。大挠度变化情况下,在一定范围内,电容差与压差可近似成线性关系,超出范围则电容差压差曲线有明显弯曲。大挠度理论中,基于小挠度理论的公式不再适用,对于平膜结构,其偏微分方程求解困难,因此在传感器设计中,将通过有限元仿真实验模拟传感器的工作状况。 

 

        传感器的结构设计 :  根据上述电容式差压传感器的工作原理以及引起测量误差的因素,结合气密性测试仪系统对差压测量的要求,设计的传感器结构如图 3-2 所示。一定气压的气体从导流口 A 和 B 进入传感器的两个腔室。两固定金属极板的材料为铜,极板间介质为空气,金属极板与绝缘垫粘合。动极板为铍青铜金属薄膜,其四周固定,在气体压差作用下会发生形变位移,它与外侧同心的等位环均通过壳体的接地螺柱与采集控制板的接地点连接。信号针一端与固定金属极板连接,另一端通过屏蔽线连接采集控制板上 Pcap02 芯片的测量引脚,减小了分布电容的影响。金属壳体将传感元器件包围起来,并可靠接地,防止外界干扰对测量的影响。



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点击次数:169  更新时间:2021-10-15  【打印此页】  【关闭

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