振动传感器电容式

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电容式振动传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器,其中一个电极是固定的,另一变化电极是弹性膜片。弹性膜片在外力(气压、液压等)作用下发生位移,使电容量发生变化。这种传感器可以测量气流(或液流)的振动速度(或加速度),还可以进一步测出压力。
 
电容式振动传感器是通过间隙或公共面积的改变来获得可变电容,再对电容量进行测定而后得到机械振动参数的。电容式振动传感器可以分为可变间隙式和可变公共面积式两种,前者可以用来测量直线振动位移,后者可用于扭转振动的角位移测定。
电容式振动传感器在操作上与压阻式加速度振动传感器类似,因为它们测量桥接电路的变化。然而,它们不是电阻,而是测量电容的变化。传感元件由两个平行板电容器组成,以差分模式工作。它们依靠载波解调器电路或其等效电路产生与加速度成比例的电输出。有几种类型的电容元件。一种类型包含金属传感膜片和氧化铝电容器板。两个固定板将隔膜夹在中间,形成两个电容器。每个都有一个固定板,两个共用隔膜作为可移动板。
 
随着微机电技术的发展,如今的电容式振动传感器都普遍采用的MEMS技术制造。显示了一种MEMS变电容式加速度传感器的结构,它的整个敏感元件由粘在一起的三个单晶硅片构成。其中上、下硅片构成两个固定电极,中间的硅片通过化学刻蚀形成由柔性薄膜支撑的具有刚性中心质量块的形状,薄膜的厚度取决于该加速度传感器的量程。另外,在薄膜上还有刻蚀出的小孔,当薄膜随质量块运动时,空气流经小孔从而产生所需的阻尼力。由于采用MEMS技术得到了这种一体化的结构,它的可靠性是相当高的。
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