Sensor tekanan kapasitif terdiri dari dua bagian yang bergerak (diafragma logam elastis), dua bagian tetap (lapisan logam pada kaca cekung di diafragma elastis atas dan bawah), terminal keluaran, dan wadah, dll. Dua kapasitor seri dibentuk di antara pelat yang bergerak dan dua pelat tetap. Ketika tekanan masuk bekerja pada diafragma elastis, diafragma elastis menghasilkan perpindahan, yang pasti akan mengurangi jarak dengan satu bagian tetap, dan meningkatkan jarak dengan bagian tetap lainnya (dapat ditunjukkan dengan selembar kertas). Jarak antara dua elektroda logam adalah salah satu faktor penting yang memengaruhi kapasitansi, semakin jauh jaraknya, semakin kecil kapasitansinya, semakin kecil jaraknya, semakin besar kapasitansinya. Struktur semacam ini disebut struktur diferensial di mana parameter dari dua elemen penginderaan diubah dengan jumlah yang sama tetapi berlawanan karena besaran yang diukur.
Jika diafragma elastis ditempatkan di antara tekanan samping dan tekanan atmosfer (rongga atas diafragma elastis berada di atmosfer), tekanan yang diukur adalah tekanan tabel; Jika diafragma elastis ditempatkan di antara tekanan samping dan vakum (rongga atas diafragma elastis melewati vakum), tekanan absolut yang diukur. Kapasitas kapasitor berbanding lurus dengan dielektrik dan luas efektif relatifnya di antara kedua pelat kapasitor, dan berbanding terbalik dengan jarak antara kedua pelat, yaitu, C=ε A/ D, di mana ε adalah konstanta dielektrik, A adalah luas efektif relatif antara kedua elektroda logam, D adalah jarak antara kedua elektroda logam. Dari hubungan ini, dapat dilihat bahwa ketika dua parameter tidak berubah dan parameter lain digunakan sebagai variabel, kapasitansi akan berubah seiring dengan perubahan parameter tersebut.
Terdapat banyak jenis rangkaian pengukuran yang digunakan dengan sensor tekanan kapasitif. Mari kita ambil rangkaian jembatan sebagai contoh untuk mengilustrasikan prinsip kerja rangkaian pengukuran sensor diferensial kapasitansi. Karena kapasitansi merupakan parameter AC, jembatan tersebut diberi daya AC melalui transformator. Transformator memiliki dua kumparan dan kapasitansi jembatan. Ketika tidak ada tekanan masuk, jembatan dalam keadaan seimbang, dan kedua nilai kapasitansi sama dengan C0. Ketika tekanan berpengaruh, salah satu nilai kapasitansi C0 + delta C, dan nilai kapasitansi lainnya C0 – delta C (delta C adalah variasi kapasitansi yang disebabkan oleh tekanan eksternal), sehingga jembatan menjadi tidak seimbang. Ketika nilai kapasitansi tinggi, tegangan juga tinggi, dan perbedaan tegangan dihasilkan antara kedua kapasitor, yang darinya jembatan menghasilkan tegangan keluaran U yang mewakili tekanan masuk.
Waktu posting: 02-Sep-2022