差压-电容转换

差压-电容转换

差压-电容转换是电容式压力传感器的核心工作原理，通过测量差动电容的变化来推导压力差的方法。

原理

在差动电容结构中，膜片两侧的电容值分别为：

• C_L = εA/(d₀ - Δd)
• C_H = εA/(d₀ + Δd)

通过数学推导可得：

(C_L - C_H)/(C_L + C_H) = Δd/d₀ = K·Δp

其中 K 为与结构有关的常数。

关键特性

• 线性关系：比值 (C_L - C_H)/(C_L + C_H) 与差压 Δp 成正比
• 与介电常数无关：消除了介质特性变化对测量的影响
• 高灵敏度：差动结构使灵敏度提高一倍
• 快速响应：响应时间约100ms

应用

该转换原理实现了差压-电容的线性转换，使电容式压力传感器能够测量微小差压（0~0.75Pa），广泛应用于工业过程控制中的压力差测量。若配合脉冲宽度调制电路（电容传感器），可进一步实现输出电压与差压的线性关系。