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电容位移传感器是一种非接触电容式原理的精密测量仪器,具有一般非接触式仪器所共有的无磨擦、无损磨和无惰性特点外,还具有信噪比大,灵敏度高,零漂小,频响宽,非线性小,精度稳定性好,抗电磁干扰能力强和使用操作方便等优点。在国内研究所,---院校、工厂和研发部门得到广泛应用,成为科研、教学和生产中一种不可缺少的测试仪器。
电容式微位移传感器是将待测位移转换为电容量变化的装置。它实质上是个具有可变参数的电容器。和其他传感器不同,电容式位移传感器输入能量极低,只需要非常小的输入力。由于带电板板之间的静电引力很小,只有几个牛顿,因此电容传感器---适用于解决输入能量极低的测量问题,电容位移传感器,尤其适合于微小的位移测量。
电容上的任何压力差导致隔膜在压力的方向上弯曲。传感膜片是精密制造的弹簧元件,其位移是所施加力的可预测函数。在这种情况下施加的力只能是根据标准的方程式f = pa作用在隔膜表面区域上的压差的函数。
在这种情况下,我们有两个由两个流体压力相互作用引起的力,所以我们方程可以重写,以描述作为压差(p1 - p2)和膜片面积函数的合力:f = (p1 - p2)a。由于隔膜面积是恒定的,并且力可预测地与隔膜位移有关,所以可以计算差压是准确地测量隔膜的位移。
所述电容传感器固有地测量它的两侧之间施加压力差。与该功能一致,该压力仪器具有两个螺纹端口,可以施加流体压力。本章后面的部分将详细介绍差压变送器的实用性。将传感器的电容转换为表示压力的电子信号所需的所有电子电路都安装在法兰上方的蓝色壳体中。电容压力传感原理的主品是罗斯蒙特3051型差压变送器:
与所有差压变送器一样,3051具有两个端口,流体压力可通过这两个端口施加到传感器上。
电容传感器结构在3051中更复杂,传感膜片的平面垂直于两个隔离膜片的平面。这种“共面”设计比旧式传感器更紧凑,更重要的是它将传感膜片与法兰螺栓应力隔离开来。
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