压力压力测量

电容式压力变送器

电容式压力变送器是一种将施加压力转换为电流信号的压力测量装置。电容式压力变送器是差压式传感器。

原则:

电容式压力变送器的工作原理是差动电容。电容式压力测量涉及到感应由于膜片移动而引起的电容变化。

电容一般由以下公式定义:

c =aε/ d

C - 两个ConnDuctor之间的电容

其中导体之间的重叠区域

D - 距离分开导体

ε - 绝缘介质的介电允许

介质的介电常数和重叠面积在这种情况下是恒定的,在这种情况下唯一变化的参数是导体之间的距离,它随着压力的变化而变化,从而改变电容。所以压力的变化导致电容的变化。

设计:

有两种设计很常见。第一种为双板设计,配置为在平衡或不平衡模式下工作。另一种是单电容设计。

在两板设计中,一个板被固定,另一个板保持移动。将变化的工艺压力施加到活动板上,通过施加恒压,使活动板保持固定。电容压力测量有平衡和不平衡两种模式。平衡模式是指基准电容的变化使输出电压为零。非平衡模式需要测量输出与激励的比值
确定压力的电压

Rosemount电容压力传感器如下图所示:

电容室通过隔离室与过程隔离。一侧施加的压力,随着高压一侧压力的增加,隔离膜片被推向金属框架,通过填充流体将其运动转移到感应膜片上。填充液将是油。

连接到该单元的电容检测电路使用高频交流激励信号来测量两半之间的电容差异,将其转换为直流信号,最终成为仪器输出的信号,表示压力。

简单电容检测器与电路的连接如下图所示:

优点:

  • 不准确0.01至0.2%
  • 线性
  • 快速响应
  • 80Pa至35MPa的范围

缺点:

  • 温度敏感性
  • 寄生电容的问题
  • 振动
  • 超压的能力有限
  • 成本

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