电容式压力传感器工作原理与组成

电容式压力传感器由两个动片（弹性金属膜）、两个固定片（弹性膜上下凹玻璃上的金属涂层）、输出端子和壳体组成。动片与两个定片之间形成两个串联电容。当进气压力作用于弹性膜时，弹性膜产生位移，必然会减少与一个固定膜的距离，增加与另一个固定膜的距离（可以用一张纸演示）。两个金属电极板之间的距离是影响电容的重要因素之一。由测量引起的两个传感元件参数等量相反变化的结构称为差动结构。

如果弹性膜放置在被侧压力和大气压之间（弹性膜上腔通过大气），则测量表面压力；如果弹性膜放置在被侧压力和真空之间（弹性膜上腔通过真空），则测量绝对压力。电容器的容量与电容器两极板之间的电介质及其相对有效面积成正比，与两极板之间的距离成反比，即C=ε A/d，其中ε介电常数为介电介质，A两金属电极板之间的相对有效面积，d两金属电极板之间的距离。从这种关系中可以看出，当两个参数不变，另一个参数作为变量时，电容量会随着变化的参数而变化。
配合电容压力传感器的测量电路有很多种。以桥式电路为例，说明电容差动传感器测量电路的工作原理。由于电容是交流参数，桥通过变压器进行交流激励。电桥由变压器的两个线圈和两个电容组成。当没有进气压力时，电桥处于平衡状态，两个电容值相等C0.当有压力时，其中一个电容值是C0 △C，另一个电容值是C0-△C，（△C电容值的变化是由外部压力引起的)，电桥失去平衡，电容值高的地方电压也高，两个电容之间产生电压差，因此，电桥产生代表进气压力的电压输出U。