今天我們聊聊什麼是可變電容傳感器

 

在許多壓力傳感器應用中，高精度是必不可少的。不管您是在測量成千上萬的PSI還hai是shi隻zhi有you四si分fen之zhi一yi英ying寸cun的de水shui柱zhu，最zui苛ke刻ke的de工gong作zuo都dou需xu要yao最zui好hao的de工gong具ju。雖sui然ran市shi場chang上shang有you許xu多duo類lei型xing的de壓ya力li傳chuan感gan裝zhuang置zhi，但dan在zai精jing度du和he質zhi量liang方fang麵mian
，沒mei有you一yi個ge比bi得de上shang可ke變bian電dian容rong傳chuan感gan器qi。可ke變bian電dian容rong壓ya力li傳chuan感gan器qi通tong常chang比bi其qi他ta類lei型xing的de壓ya力li傳chuan感gan器qi更geng準zhun確que
，一yi些xie產chan品pin精jing度du高gao達da±0.05% FS。

 

說到可變電容，先要說說什麼是電容(Capacitance)，它ta是shi一yi個ge物wu體ti持chi有you電dian荷he的de能neng力li。電dian容rong器qi是shi電dian路lu中zhong的de元yuan件jian
，可ke以yi儲chu存cun電dian荷he
，並bing被bei認ren為wei是shi電dian感gan和he電dian阻zu的de三san個ge基ji本ben電dian子zi元yuan件jian之zhi一yi。這zhe項xiang技ji術shu並bing沒mei有you測ce量liang儲chu存cun的de能neng量liang，而er是shi測ce量liang可ke能neng儲chu存cun的de能neng量liang。測ce量liang單dan位wei是shi法fa拉la(F)

，然而在大多數客戶使用的電容器裝置使用的是微法(µF)或更小。

 

 

電dian容rong器qi由you兩liang個ge電dian極ji板ban組zu成cheng，它ta們men被bei稱cheng為wei電dian介jie質zhi的de絕jue緣yuan層ceng隔ge開kai。電dian容rong器qi在zai板ban的de尺chi寸cun和he排pai列lie以yi及ji所suo使shi用yong的de介jie質zhi材cai料liao的de種zhong類lei上shang各ge有you不bu同tong。當dang一yi個ge電dian容rong在zai電dian路lu中zhong連lian接jie時shi

，電dian源yuan的de電dian壓ya迫po使shi電dian子zi在zai一yi個ge板ban的de表biao麵mian上shang
，把ba電dian子zi從cong另ling一yi個ge板ban的de表biao麵mian上shang拉la出chu來lai。這zhe就jiu產chan生sheng了le兩liang個ge板ban塊kuai之zhi間jian的de能neng量liang電dian位wei差cha。

 

電容器的電容值可以根據應用進行固定或調整。電極板的大小
、形狀和接近程度都能影響元件的電容性能。電極板塊越大
，電容越大。在許多應用中
，電容正變得越來越集成，例如計算機內存、電容式麥克風
、無線電接收器、脈衝磁體和壓力傳感器。

 

jiandandishuo，zhexieyalichuanganqishiyizhongdianrongqi

，yizhongjuyouchongdiannenglidezhuangzhi。dangyalizuoyongdaochuanganqineibudemopianshangshi
，mopianjiuhuishousuo，huoxianggudingdianjiwanqu，binggaibiandianrong。zhezhongwulibianhuahuidaozhidianzishuchudebianhua
，gaizhuangzhikejiangyalidushuzhuanhuanchengdianliuhuodianyazhi。

 

raner，suiranyuanlikenengshixiangtongde
，danzaishineiyalijianceqizhongshiyongdediliangchengchuanganqiyuzaifadongjishiyantaishiyongdegaoliangchengchuanganqineibujiegouyouhendabutong。

 

目前使用的可變電容傳感器有兩種：

 

Closing Gap和Opening Gap 

 

Closing Gap

 

在Closing Gap傳感器上，有一個拉伸膜，由非常薄的不鏽鋼製成，靠近或遠離固定電極，來改變電容值。

 

 

Closing Gap電容傳感器通常用於測量小於15psi的低壓應用。

 

這種傳感器的典型應用是室內壓力監測和暖通空調(HVAC)。例如Setra的SRIM2室內壓力監視儀。

 

Closing Gap傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)是(shi)單(dan)向(xiang)的(de)，也(ye)可(ke)以(yi)是(shi)雙(shuang)向(xiang)的(de)，這(zhe)取(qu)決(jue)於(yu)應(ying)用(yong)的(de)需(xu)求(qiu)。在(zai)單(dan)向(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)中(zhong)，當(dang)隔(ge)膜(mo)向(xiang)電(dian)極(ji)彎(wan)曲(qu)時(shi)，傳(chuan)感(gan)器(qi)將(jiang)輸(shu)出(chu)線(xian)性(xing)化(hua)，而(er)雙(shuang)向(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)隔(ge)膜(mo)在(zai)壓(ya)力(li)變(bian)化(hua)時(shi)可(ke)以(yi)向(xiang)任(ren)意(yi)方(fang)向(xiang)移(yi)動(dong)。

 

這種Closing Gap的de設she計ji及ji其qi適shi合he用yong於yu需xu要yao氣qi體ti隔ge離li的de壓ya差cha應ying用yong，譬pi如ru製zhi藥yao工gong廠chang的de潔jie淨jing間jian
，疾ji控kong中zhong心xin的de傳chuan染ran病bing房fang等deng，以yi上shang的de設she計ji既ji保bao證zheng了le膜mo片pian內nei部bu無wu其qi他ta介jie質zhi
，不bu會hui造zao成cheng二er次ci汙wu染ran
；也保證了壓差兩端的氣體隔離，保證了房間內外不會因為壓差傳感器造成氣體交換形成汙染。

 

Opening Gap 

 

Opening Gap傳感器工作方式則不同；當施加壓力時，隔膜隨電極移動
，致使電容變化
，從而改變電輸出。

 

 

無論傳感器是Opening Gap還是Closing Gap，可由各種不鏽鋼製成。工業壓力傳感器可與耐腐蝕性材料結合使用，例如氫會腐蝕某些類型的不鏽鋼(如17 -4 SS)，並可能導致組件在長時間暴露後失效。因此
，部分部件可使用耐腐蝕耐潮濕的材料
，例如Setra Model 209H膜片和接液部件均采用316 L不鏽鋼。

 

Opening Gap的設計，豐富了膜片的材料，鑒於其有效區域很小
，可以鍍金
，鍍鉑等多種貴金屬提高傳感器的性能。這些傳感器通常用於工業OEM和測試、測量應用，這些應用壓力範圍從15 PSI到10,000 PSI不等。例如Setra Model ASL高精度微差壓傳感器。

 

可變電容是傳感器技術的一個重要的大類，可變電容電容技術見證了19世紀工業革命和二十一世紀信息技術革命的交彙；是久經考驗的技術，經過多年的發展
，可變電容技術已不局限於房間差壓的測量；從HVAC到各種測量測試現場；到工業設備內的集成，可變電容至今仍發揮著重要的作用。