หลักการทำงานและองค์ประกอบของเซ็นเซอร์ความดันแบบคาปาซิทีฟ

เซ็นเซอร์ความดันแบบ capacitive ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้ 2 ชิ้น (ไดอะแฟรมโลหะยืดหยุ่น) ชิ้นส่วนคงที่ 2 ชิ้น (เคลือบโลหะบนกระจกเว้าบนไดอะแฟรมยืดหยุ่นด้านบนและด้านล่าง) ขั้วต่อเอาต์พุตและตัวเครื่อง ฯลฯ ตัวเก็บประจุแบบ 2 ชุดจะเกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนย้าย จานและจานคงที่ทั้งสองเมื่อแรงดันไอดีกระทำต่อไดอะแฟรมแบบยืดหยุ่น ไดอะแฟรมแบบยืดหยุ่นจะทำให้เกิดการกระจัด ซึ่งผูกไว้เพื่อลดระยะห่างด้วยชิ้นส่วนคงที่ชิ้นหนึ่ง และเพิ่มระยะห่างด้วยชิ้นส่วนคงที่อีกชิ้น (สามารถแสดงได้ด้วยกระดาษแผ่นหนึ่ง)ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดโลหะสองอันเป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่งที่ส่งผลต่อความจุ ระยะทางเพิ่มขึ้น ความจุลดลง ระยะทางลดลง ความจุเพิ่มขึ้นโครงสร้างประเภทนี้เรียกว่าโครงสร้างดิฟเฟอเรนเชียล ซึ่งพารามิเตอร์ขององค์ประกอบการตรวจจับทั้งสองมีการเปลี่ยนแปลงด้วยปริมาณที่เท่ากันแต่ตรงกันข้ามกันเนื่องจากปริมาณที่วัดได้

หากไดอะแฟรมยืดหยุ่นวางอยู่ระหว่างความดันด้านข้างและความดันบรรยากาศ (ช่องด้านบนของไดอะแฟรมยืดหยุ่นคือบรรยากาศ) ความดันที่วัดได้จะเป็นตารางหากไดอะแฟรมยืดหยุ่นวางอยู่ระหว่างความดันด้านข้างและสุญญากาศ (ช่องด้านบนของไดอะแฟรมยืดหยุ่นผ่านสุญญากาศ) ความดันสัมบูรณ์จะถูกวัดความจุของตัวเก็บประจุเป็นสัดส่วนกับอิเล็กทริกและพื้นที่ประสิทธิผลสัมพัทธ์ระหว่างแผ่นทั้งสองของตัวเก็บประจุ และแปรผกผันกับระยะห่างระหว่างแผ่นทั้งสอง นั่นคือ C=ε A/ D โดยที่ ε คือค่าคงที่ไดอิเล็กทริก ของอิเล็กทริก A คือพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพสัมพัทธ์ระหว่างอิเล็กโทรดโลหะทั้งสอง D คือระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดโลหะทั้งสองจากความสัมพันธ์นี้ จะเห็นได้ว่าเมื่อพารามิเตอร์สองตัวไม่เปลี่ยนแปลง และใช้พารามิเตอร์อื่นเป็นตัวแปร ความจุจะเปลี่ยนตามพารามิเตอร์ที่เปลี่ยนแปลง
มีวงจรการวัดหลายประเภทที่ใช้กับเซ็นเซอร์ความดันแบบคาปาซิทีฟลองใช้วงจรบริดจ์เป็นตัวอย่างเพื่อแสดงหลักการทำงานของวงจรการวัดเซ็นเซอร์ดิฟเฟอเรนเชียลความจุเนื่องจากความจุเป็นพารามิเตอร์ AC สะพานจึงถูกตื่นเต้นโดย AC ผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าหม้อแปลงสองขดลวดและความจุของบริดจ์ เมื่อไม่มีแรงดันขาเข้า สะพานอยู่ในสมดุล และค่าความจุสองค่าเท่ากับ C0 เมื่อแรงดันมีผล ค่าความจุค่าหนึ่งของ C0 + เดลต้า C ค่าความจุอื่นของ C0 - เดลต้า , C (เดลต้า C สำหรับแรงดันภายนอกที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของความจุ) เป็นสะพานที่ไม่สมดุล โดยที่ค่าความจุสูง แรงดันไฟฟ้าก็สูงเช่นกัน และแรงดันไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นระหว่างตัวเก็บประจุสองตัว ซึ่ง บริดจ์สร้างแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุต U ซึ่งแสดงถึงแรงดันไอดี