EPRO電容式壓力傳感器你必須要知道的原理

功用：把壓力信號轉變?yōu)殡妷盒盘枴?/p>

應用范圍：它在汽車(chē)上主要有兩個(gè)方面的應用。一是用于氣壓的檢測，包括進(jìn)氣真空度、大氣壓力、氣缸內的氣壓及輪胎氣壓等；二是用于用于油壓的檢測，包括變速箱油壓、制動(dòng)閥油壓及懸掛油壓等。

EPRO電容式壓力傳感器你必須要知道的原理

1、EPRO電容式壓力傳感器

首先我們來(lái)了解一下電容器。電容器的容量與組成的電容的兩極板間的電介質(zhì)及其相對有效面積成正比，而與兩極板間的距離成反比，即C=ε A/d，其中ε為電介質(zhì)的介電常數，A為兩金屬電極板間相對有效面積，d為兩金屬電極板間距離。由這個(gè)關(guān)系式可以看出，當其中兩個(gè)參數不變，而另一個(gè)參數作為變量時(shí)，電容量就會(huì )隨著(zhù)變化的參數而變化。書(shū)上圖2-13中的電容壓力傳感器由置于空腔內的兩個(gè)動(dòng)片（彈性金屬膜片）、兩個(gè)定片（彈性膜片上下凹玻璃上的金屬涂層）、輸出端子和殼體等組成。其動(dòng)片與兩個(gè)定片之間形成了兩個(gè)串聯(lián)的電容。當進(jìn)氣壓力作用于彈性膜片時(shí)，彈性膜片產(chǎn)生位移，勢必與一個(gè)定片距離減小，而與另一個(gè)定片距離加大（可以通過(guò)一張紙來(lái)示范）。我們可以從公式中看出，兩金屬電極板間距離是影響電容量的重要因素之一，距離增大，則電容量減少，距離減少，則電容量增大。這種由一個(gè)被測量量引起兩個(gè)傳感元件參數等量、相反變化的結構，稱(chēng)為差動(dòng)結構。如果彈性膜片置于被側壓力與大氣壓之間（彈性膜片上部空腔通大氣），測得的是表壓力；如果彈性膜片置于被側壓力與真空之間（彈性膜片上部空腔通真空），測得的是壓力。

與電容式傳感器配合使用的測量電路有很多種，下面我們來(lái)以電橋電路為例說(shuō)明電容差動(dòng)式傳感器測量電路的工作原理，如圖，由于電容是交流參數，所以電橋通過(guò)變壓器用交流激勵。變壓器的兩個(gè)線(xiàn)圈與兩個(gè)電容組成電橋，當無(wú)進(jìn)氣壓力時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，兩電容值相等并且為C0，當有壓力作用時(shí)，其中一個(gè)電容值為C0+△C，另一個(gè)電容值為C0-△C，（△C為外部壓力作用時(shí)引起的電容值的變化量），則電橋失去平衡，電容值高的地方電壓也高，兩個(gè)電容之間產(chǎn)生了電壓差，由此電橋產(chǎn)生代表進(jìn)氣壓力的電壓輸出U。

EPRO電容式壓力傳感器你必須要知道的原理

1、根據測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類(lèi)型

要進(jìn)行—個(gè)具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問(wèn)題：量程的大小;被測位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法，有線(xiàn)或是非接觸測量;傳感器的來(lái)源，國產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。

在考慮上述問(wèn)題之后就能確定選用何種類(lèi)型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標。

2、靈敏度的選擇

通常，在傳感器的線(xiàn)性范圍內，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時(shí)，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì )被放大系統放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡員減少從外界引入的廠(chǎng)擾信號。

傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。

3、頻率響應特性

傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內保持不失真的測量條件，實(shí)際上傳感器的響應總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。

傳感器的頻率響應高，可測的信號頻率范圍就寬，而由于受到結構特性的影響，機械系統的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。

在動(dòng)態(tài)測量中，應根據信號的特點(diǎn)(穩態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應特性，以免產(chǎn)生過(guò)火的誤差。

4、線(xiàn)性范圍

傳感器的線(xiàn)形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內，靈敏度保持定值。傳感器的線(xiàn)性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時(shí)，當傳感器的種類(lèi)確定以后首先要看其量程是否滿(mǎn)足要求。

但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證的線(xiàn)性，其線(xiàn)性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內，可將非線(xiàn)性誤差較小的傳感器近似看作線(xiàn)性的，這會(huì )給測量帶來(lái)極大的方便。