Princípio de funcionamento e aplicações do sensor de pressão capacitivo

O sensor capacitivo de pressão diferencial é um dispositivo de conversão que utiliza diversos tipos de capacitores como elementos sensores para converter grandezas físicas ou mecânicas medidas em variações de capacitância. Trata-se de um capacitor com parâmetros variáveis. Em aplicações que utilizam tecnologia capacitiva, a sensibilidade de um sensor de proximidade capacitivo depende das propriedades do material do objeto alvo. As propriedades de materiais metálicos, plásticos ou líquidos afetarão a faixa de detecção.

As principais vantagens dos sensores transmissores de pressão são as seguintes:

1. Boa estabilidade térmica. O valor da capacitância do sensor de pressão diferencial capacitivo metálico geralmente é independente do material do eletrodo, o que facilita a seleção de materiais para sistemas de baixa temperatura e tem pouco efeito na estabilidade, visto que gera muito pouco calor. Os sensores indutivos apresentam perdas no cobre, fluxo magnético, perdas por correntes parasitas, etc., e são propensos à deriva do zero após gerarem calor.

2. Construção simples. Os sensores de pressão diferencial (DP) possuem estrutura simples, são fáceis de fabricar e garantem alta precisão. O sensor DP pode ser fabricado em tamanho muito reduzido para realizar medições específicas. Por exemplo, ele pode operar em ambientes extremos, como altas temperaturas e fortes campos magnéticos, e suportar altas pressões e condições de sobrecarga de choque. Ele pode medir não apenas baixas pressões diferenciais, mas também trabalhos magnéticos.

3. Boa resposta dinâmica. Como a força eletrostática gravitacional entre as placas com eletrodos é pequena (cerca de 10⁵ N), os sensores de pressão capacitivos requerem muito pouca energia. E como suas partes móveis podem ser muito pequenas e finas, eles são leves. Os sensores de pressão diferencial capacitivos são particularmente adequados para medições dinâmicas devido à sua alta frequência natural, curto tempo de resposta dinâmica e capacidade de operar em frequências de vários megahertz. Devido à sua baixa perda dielétrica, ele pode ser alimentado por frequências mais altas, de modo que o sistema tenha uma alta frequência de operação.

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