Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекция №12 - файл


скачать (116.9 kb.)

Ёмкостные преобразователи


Ёмкостный преобразователь представляет собой конденсатор, электрические параметры которого изменяются под действием входной величины. Конденсатор состоит из двух электродов, к которым подсоединены выводные концы. Пространство между электродами может быть заполнено диэлектриком. При изменении взаимного положения электродов или при изменении диэлектрической проницаемости среды, заполняющей межэлектродное пространство, изменяется ѐмкость конденсатора.

В качестве ѐмкостного преобразователя часто используют плоский конденсатор.

Его ѐмкость определяется выражением:

C 0 S0 , (12.1)

0


где — расстояние между электродами;

S0 — их площадь;

0 — диэлектрическая



постоянная; — относительная проницаемость диэлектрика.

Изменение любого из трѐх параметров ( , S0, ) изменяет ѐмкость конденсатора.



У преобразователя с прямоугольными электродами площадью

S0 bx

имеется некоторый



диапазон перемещения пластин х, в котором ѐмкость линейно зависит от х:

C 0bx .

Искажением линейной зависимости вследствие краевого эффекта пренебрежѐм.

В области линейной зависимости чувствительность такого преобразователя постоянна и увеличивается с уменьшением расстояния между электродами :



S dC dx 0b . (12.2)

Обычно этот тип датчика реализуется в виде поворотного конденсатора для измерения угловых смещений, а не в виде варианта со сдвигом, приведѐнного на рисунке.

Если изменяется расстояние между электродами, функция преобразования

C f ( ) — не линейна и представляет собой гиперболическую характеристику. Чувствительность такого преобразователя:


S dC

  S

2 C



(12.3)


0 0 0

d
сильнее, чем в предыдущем случае, зависит от расстояния между пластинами . Для увеличения чувствительности целесообразно уменьшение , т. к. чувствительность возрастает как 1 2 . Предельное значение определяется технологическими параметрами

и приложенным напряжением. Следует учесть, что при большой напряжѐнности поля возможен электрический пробой воздушного промежутка.

Если перемещать диэлектрическую пластину в зазоре плоского конденсатора (см. рисунок а), то можно получить преобразователь с переменной диэлектрической проницаемостью.



Ёмкость такого преобразователя определяется как ѐмкость двух параллельно включѐнных конденсаторов. Один из них C образован частью электродов и

диэлектрической пластиной, другой

C1 — оставшейся частью электродов с

межэлектродным пространством, не заполненным пластинкой. Если пластинка с относительной диэлектрической проницаемостью имеет толщину , равную расстоянию между электродами, то функция преобразования преобразователя описывается выражением:

C C C

0S1 0S

0 S

  S

0 S

1S

(12.4)


0 1



1



0

где

S0 — площадь электродов; S — часть площади диэлектрической пластины,

находящаяся между электродами;

S1 S0 S ; S bx .

Чувствительность такого датчика постоянна и равна:

S dC C S

1 b 0 . (12.5)



dx S x

Датчик с диэлектриком может быть реализован в другой модификации. Например, в форме двух концентрических цилиндров, и использован для измерения уровня жидкости в резервуаре. Непроводящая жидкость играет роль диэлектрика.

Ёмкостные преобразователи могут выполняться по дифференциальной схеме. Схема дифференциального преобразователя углового перемещения с переменной площадью электродов приведена на рисунке б). В таких преобразователях средний подвижный электрод обычно соединяется с экранной обмоткой кабеля.




Скачать файл (116.9 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации