差压式电容传感器膜片的变形分析与优化设计

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对差压式电容传感器测量膜片的受压变形问题进行了研究,将经典的von Kármán薄板理论,应用于受有预张力作用的弹性圆薄板问题上,采用同伦分析法给出近似解析解.将求解结果与有限元软件ANSYS的仿真结果进行对比,表明两者吻合度较高.预张力大小对膜片在受压情况下的变形影响较大,从而影响传感器的电容输出特性.利用传感器性能测试验证了预张力对传感器非线性特性的影响.结果表明:选择合适的预张力,可以有效提升传感器的线性度,同时适当降低膜片厚度,可以提高输出的灵敏度.分析结果对于差压式电容传感器的膜片设计具有重要的参考价值.
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