Sensore di pressione assoluta capacitivo ceramico
Un sensore di pressione assoluta capacitivo ceramico è un tipo di sensore che utilizza ceramica di allumina come materiale centrale e misura la pressione relativa a un punto di riferimento del vuoto assoluto rilevando variazioni di capacità.
In poche parole, è un "condensatore variabile" che converte direttamente la pressione in una variazione di capacità, con la sua cavità di riferimento sigillata ermeticamente sotto vuoto.
Struttura e principio di funzionamento
Il suo componente principale è un nucleo di rilevamento capacitivo in ceramica, generalmente prodotto utilizzando la tecnologia di co-cottura multi-strato:
Struttura:È costituito da un substrato ceramico con un elettrodo fisso e un film sottile ceramico (diaframma) che funge da elettrodo mobile, legati insieme ad alte temperature utilizzando fritta di vetro.
Dopo l'incollaggio tra loro si forma una cavità di riferimento del vuoto estremamente piccola, sigillata ermeticamente. Questa è la chiave per ottenere la misurazione della pressione assoluta.
Questa struttura forma un condensatore a piastre-parallelo:
- Piastra 1: l'elettrodo inferiore fisso (stampato sul substrato ceramico).
- Piastra 2: l'elettrodo superiore mobile (il diaframma ceramico stesso, solitamente metallizzato).
- Dielettrico: vuoto (all'interno della cavità di riferimento) e ceramico.
Processo operativo
- Stato iniziale:Sotto vuoto assoluto, il diaframma ceramico non è deformato e il valore della capacità è un valore iniziale, C₀.
- Pressione applicata:Quando la pressione esterna (pressione assoluta) agisce sul lato esterno della membrana ceramica, la membrana subisce una leggera deformazione di flessione verso la cavità di riferimento del vuoto.
- Modifica della capacità:Questa deformazione fa sì che la distanza tra le due piastre del condensatore diminuisca.
Secondo la formula del condensatore a piastre parallele- C=εA/d(dove ε è la permettività e A è l'area relativa della piastra), una diminuzione della distanza si traduce in un aumento del valore di capacità C.
- Misurazione del segnale:Un successivo circuito dedicato (tipicamente un - circuito integrato specifico per l'applicazione- ASIC) rileva questo piccolo cambiamento di capacità, lo converte, lo amplifica e lo linearizza e infine emette un segnale standardizzato (come una tensione o un segnale digitale) proporzionale alla pressione assoluta.
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