廣聯(lián)分享E +H電容式壓力變送器原理

一、電容式壓力變送器原理

1.基本結(jié)構(gòu)與工作原理

○E + H電容式壓力變送器主要由測量膜片（可動電極）、固定電極、填充液、隔離膜片等部件組成。測量膜片和兩個固定電極構(gòu)成一個電容器。

○當壓力作用于隔離膜片時，壓力通過填充液傳遞到測量膜片。測量膜片在壓力作用下發(fā)生微小變形，使測量膜片與固定電極之間的距離發(fā)生改變。根據(jù)電容的計算公式\(C = \frac{\varepsilon S}\)（其中\(zhòng)(C\)為電容，\(\varepsilon\)為介電常數(shù)，\(S\)為極板面積，\(d\)為極板間距），由于極板間距\(d\)發(fā)生變化，電容\(C\)也隨之改變。

○例如，當壓力增大時，測量膜片向固定電極靠近，\(d\)減小，電容\(C\)增大；反之，壓力減小時，\(d\)增大，電容\(C\)減小。

2.信號轉(zhuǎn)換與輸出

○變送器中的測量電路檢測到電容的變化量后，將其轉(zhuǎn)換為標準的電信號（如4 - 20mA電流信號或0 - 10V電壓信號）。這個轉(zhuǎn)換過程通常涉及到復雜的電子電路，包括電容 - 電壓轉(zhuǎn)換電路、放大電路、線性化電路等。

○線性化電路的作用是確保電容變化與壓力變化之間呈線性關系的輸出信號。因為在實際情況中，電容與壓力的關系可能是非線性的，通過線性化處理后，輸出信號能夠準確反映壓力的實際值，便于與控制系統(tǒng)或顯示設備進行連接。

二、壓阻式壓力變送器原理

1.壓阻效應基礎

○E + H壓阻式壓力變送器利用了壓阻效應。壓阻效應是指當半導體材料受到壓力作用時，其電阻率會發(fā)生變化。在壓阻式壓力變送器中，通常采用硅等半導體材料制成的壓阻芯片。

○當壓力作用于壓阻芯片時，芯片內(nèi)部的應力分布發(fā)生改變，導致硅的晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變，從而使硅的電阻率發(fā)生變化。

2.測量與信號輸出

○壓阻芯片上通常集成了四個壓敏電阻，這些電阻連接成惠斯通電橋電路。當壓力作用于芯片時，四個壓敏電阻的電阻率變化會導致電橋失去平衡，產(chǎn)生一個與壓力成正比的電壓差。

○這個電壓差經(jīng)過放大電路放大、溫度補償電路補償（因為壓阻效應受溫度影響較大）以及線性化處理后，最終轉(zhuǎn)換為標準的電信號輸出。例如，經(jīng)過處理后的4 - 20mA電流信號可以準確地表示壓力的大小，傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)或其他監(jiān)測設備中進行壓力的顯示、控制或記錄等操作。