电容薄膜式绝对压力变送器的发展

　　电容薄膜式绝对压力变送器(以下简称薄膜规)自80年代初诞生至今已有20年的历史,由于它的高稳定性、高精度、耐腐性、耐污染、耐粉尘、可在 许多恶劣场合工作及使用寿命长等优点,近年来它的发展迅速,在许多行业取代了传统的真空计,市场覆盖面越来越大。以美国为例:美国M.K.S公司是全球生 产薄膜规的主要生产厂家,至目前为止,它的年销售额已达上亿美金,涉及民用工业的各个领域,并在航天工业,核工业等军事工业中发挥着独特的作用。

　　我们从80年代初开始研究薄膜规的生产技术,1993年正式投入生产,产品从原来的单一型发展至今,共四大系列,30多个品种,形成了相当的生 产规模。以下介绍一下普通薄膜规(100系列)的基本原理、带恒温装置的高精度薄膜规(200系列)和防爆型薄膜规(300系列)。

　　1　基本原理

　　薄膜规由两个基本部分组成,一部分是膜片传感器部分,另一部分为电子线路部分。传感器部分由两片膜片(固定极片与动极片)组成一个电容(见图 1),串接在振荡器的选频网络内。当被测压力传到传感器一侧,压力的大小决定了两片膜片间的距离,由电容公式C=KξS/d可以看出,传感器的电容量与两 片膜片间的距离倒数1/d成正比,当d变化时,C也随之变化。从振荡器的振荡频率公式f=K/RC中显然可以得出这样的结论:C的变化将引起f的变化,且 f∝1/C。

　　因为　Δf∝Δ1/C　又　ΔC∝Δ1/d　所以　Δf∝Δd

　　振荡器的输出被藕合到f/v转换器,将频率转换成电压信号,经放大后输出一个0～10V的直流电压信号,该电压信号也正比于Δd,也就是说输出信号与被测压力成线性关系,见图2。

　　由于薄膜规的输出信号与被测压力之间是完全的线性关系,输入—输出对应关系从图2可以看出,不论用户选择电压或电流型,输出电信号均与输入被测 压力成正比关系,这样用户就可以将薄膜规的输出信号直接与PIC或计算机连接,无须再作非线性校正,为自动控制提供了必备的基础,节省了人力和物力。

　　     主要技术指标

　　测量范围:

　　CPCA-110Z　　0.2 Pa～0.2 kPa

　　CPCA-120Z　　1 Pa～1 kPa

　　CPCA-130Z　　10 Pa～10 kPa

　　CPCA-140Z　　100 Pa～100 kPa

　　精度等级:0.5级。

　　输出信号:0～10 VDC　　4～20 mADC

　　响应时间:<20 ms

　　工作条件:环境温度0～+50℃,

　　      相对湿度:≤80%。

　　外型尺寸: 76×120 mm

　　重量:0.7 kg

　　2　200系列产品介绍