Mahtuvusliku rõhuanduri tööpõhimõte ja koostis

Mahtuvuslik rõhuandur koosneb kahest liikuvast osast (elastne metalldiafragma), kahest fikseeritud osast (metallkate nõgusal klaasil ülemisel ja alumisel elastsel diafragmal), väljundklemmidest ja korpusest jne. Liikuva plaadi ja kahe fikseeritud plaadi vahele on moodustatud kaks jadamisi ühendatud kondensaatorit. Kui sisselaskerõhk mõjub elastsele diafragmale, tekitab elastne diafragma nihke, mis vähendab kaugust ühe fikseeritud osaga ja suurendab kaugust teise fikseeritud osaga (seda saab demonstreerida paberitükiga). Kahe metallelektroodi vaheline kaugus on üks olulisi mahtuvust mõjutavaid tegureid: kauguse suurenedes mahtuvus väheneb, kauguse vähenedes mahtuvus suureneb. Sellist struktuuri nimetatakse diferentsiaalstruktuuriks, milles kahe anduri parameetrid muutuvad mõõdetud suuruse tõttu sama palju, kuid vastupidiselt.

Kui elastne diafragma asetatakse külgrõhu ja atmosfäärirõhu vahele (elastse diafragma ülemine õõnsus on atmosfäärirõhk), on mõõdetud rõhk tabelis; kui elastne diafragma asetatakse külgrõhu ja vaakumi vahele (elastse diafragma ülemine õõnsus läbib vaakumit), mõõdetakse absoluutrõhku. Kondensaatori mahtuvus on proportsionaalne dielektriku ja selle suhtelise efektiivse pindalaga kondensaatori kahe plaadi vahel ning pöördvõrdeline kahe plaadi vahelise kaugusega, st C = ε A/ D, kus ε on dielektriku dielektriline konstant, A on suhteline efektiivne pindala kahe metallelektroodi vahel ja D on kahe metallelektroodi vaheline kaugus. Sellest seosest on näha, et kui kaks parameetrit jäävad samaks ja teist parameetrit kasutatakse muutujana, muutub mahtuvus koos muutuva parameetriga.
Mahtuvusrõhuanduritega kasutatakse mitmesuguseid mõõteahelaid. Vaatleme näiteks sillaahelat, et illustreerida mahtuvusdiferentsiaalanduri mõõteahela tööpõhimõtet. Kuna mahtuvus on vahelduvvoolu parameeter, ergastub sild trafo kaudu vahelduvvooluga. Trafo kahe mähise ja silla mahtuvuse korral on sild tasakaalus, kui sisselaskerõhuta sild on tasakaalus ja kaks mahtuvuse väärtust on võrdsed C0-ga. Rõhu mõjul on üks mahtuvuse väärtustest C0 + delta C ja teine ​​mahtuvuse väärtus C0 – delta C (delta C tähistab mahtuvuse muutusest tingitud välist rõhku), mis on tasakaalust väljas. Kui mahtuvuse väärtus on kõrge, on ka pinge kõrge ja kahe kondensaatori vahel tekib pinge erinevus, millest sild genereerib väljundpinge U, mis esindab sisselaskerõhu.