Ein hochlinearer kapazitiver Drucksensor

Ein Drucksensor mit kapazitiver Auswertung der Membrandurchbiegung wird vorgestellt, der ohne weitere Maßnahmen in der Auswerteelektronik eine so hohe Linearität besitzt, wie sie nur von resistiven Sensoren bekannt ist. Der Sensor besitzt im Innern einen Meßkondensator CS, einen Referenzkondensator CR und einen zusätzlichen dritten Kondensator CF. Die Verstärkung sowie die Linearität werden durch eine Beziehung zwischen diesen drei Kondensatoren bestimmt. Weil die Durchbiegung im Zentrum der Membran größer ist als am Rand, kann durch Umverteilung der Flächen der Kondensatoren CS und CF deren Druckabhängigkeit verändert und damit die Linearität verbessert werden. Mit einem speziellen Optimierungsprogramm konnte ein theoretischer Linearitätsfehler von plus/minus 0.12% erreicht werden. Gemessen wurde an einem in Dickschichttechnik ausgeführtem Sensor plus/minus 0.17%.