在工業生產與自動化控制領域,精確測量壓力參數至關重要。電容式壓力變送器作為一種關鍵的壓力測量設備,發揮著不可替代的作用,它能夠巧妙地將被測壓力轉換成便于處理和傳輸的電信號。
電容式壓力變送器的核心原理基于電容的變化。其內部有一個關鍵的敏感元件——電容膜盒,它由兩個可動電極和一個固定電極構成,中間填充著絕緣介質。當被測壓力施加到膜盒上時,膜盒會發生彈性變形。這就如同一個被擠壓的氣球,形狀會發生改變。膜盒的變形使得兩個可動電極與固定電極之間的距離發生變化,根據電容的計算公式 C=εS/d(C是電容,ε是介電常數,S是電極面積,d是電極間距),電極間距d的改變會直接導致電容值C的變化。而且,這種電容變化與被測壓力之間存在著特定的對應關系,從而實現了從壓力到電容信號的轉換。
然而,電容信號微弱且不易直接處理,這就需要測量電路大顯身手。測量電路會將電容膜盒產生的微小電容變化轉換為更易測量的電信號。它通常包含振蕩電路、解調電路和放大電路等部分。振蕩電路產生高頻交變信號施加在電容膜盒上,讓膜盒參與到振蕩過程中。當電容因壓力變化而改變時,振蕩電路的頻率或幅度也會隨之改變。解調電路則負責從振蕩信號中提取出與電容變化相關的信息,將其轉換為直流信號或低頻交流信號。放大電路進一步對解調后的信號進行放大,增強信號的強度和穩定性。
經過測量電路處理后的信號,還需經過轉換電路轉換為標準的電信號,如常見的 4 - 20mA 直流電流信號或 1 - 5V 直流電壓信號。這些標準信號具有良好的線性度和抗干擾能力,便于與各種顯示儀表、記錄儀、控制器等設備連接和通信。最后,輸出電路將這些標準信號安全、穩定地輸出到外部設備。

電容式壓力變送器通過一系列精妙的設計和電路轉換,將被測壓力轉換為標準電信號,為工業自動化控制提供了精準、可靠的壓力測量數據,保障了生產過程的穩定和高效運行。