Sensor de pressão absoluta capacitivo cerâmico
Um sensor de pressão absoluta capacitivo de cerâmica é um tipo de sensor que usa cerâmica de alumina como material de núcleo e mede a pressão relativa a um ponto de referência de vácuo absoluto, detectando alterações na capacitância.
Simplificando, é um “capacitor variável” que converte diretamente a pressão em uma mudança na capacitância, com sua cavidade de referência sendo hermeticamente selada sob vácuo.
Estrutura e Princípio de Funcionamento
Seu componente principal é um núcleo de detecção capacitiva de cerâmica, normalmente fabricado com tecnologia de co{1}}multicamadas:
Estrutura:Consiste em um substrato cerâmico com um eletrodo fixo e um filme fino de cerâmica (diafragma) que atua como eletrodo móvel, unidos em altas temperaturas por meio de frita de vidro.
Após a colagem, uma cavidade de referência a vácuo hermeticamente selada extremamente pequena é formada entre eles. Esta é a chave para alcançar a medição de pressão absoluta.
Essa estrutura forma um capacitor de placas-paralelas:
- Placa 1: O eletrodo inferior fixo (impresso no substrato cerâmico).
- Placa 2: O eletrodo superior móvel (o próprio diafragma cerâmico, geralmente metalizado).
- Dielétrico: Vácuo (dentro da cavidade de referência) e cerâmico.
Processo Operacional
- Estado inicial:Sob vácuo absoluto, o diafragma cerâmico não é deformado e o valor da capacitância é um valor inicial, C₀.
- Pressão Aplicada:Quando a pressão externa (pressão absoluta) atua no lado externo do diafragma cerâmico, o diafragma sofre uma ligeira deformação por flexão em direção à cavidade de referência de vácuo.
- Mudança de capacitância:Essa deformação faz com que a distância entre as duas placas do capacitor diminua.
De acordo com a fórmula do capacitor de placas paralelas C=εA/d (onde ε é a permissividade e A é a área relativa da placa), uma diminuição na distância resulta em um aumento no valor de capacitância C.
- Medição de sinal:Um circuito dedicado subsequente (normalmente um - Circuito Integrado Específico de Aplicação-ASIC) detecta essa pequena mudança na capacitância, converte, amplifica e lineariza-a e, finalmente, emite um sinal padronizado (como tensão ou um sinal digital) proporcional à pressão absoluta.
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