КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Капацитивни датчици

Принципът на работа на капацитивни преобразуватели, основани на промяна капацитет под влияние на трансформирани входни стойности. Капацитетът се определя от съотношението

C = ее 0 S / г,

къде е - диелектрична константа на диелектрик; д 0 е диелектрична константа на вакуум; S - площ на плочата; г - дебелината на диелектрика, или разстоянието между плочите.

Ris.9.13

Както се вижда на капацитет може да бъде повлияно чрез промяна на областта на припокриване на плочите (фиг. 9.13, а) разстояния между D (фиг. 9.13, б), диелектрична материал в процепа между кондензатор плочи Е (фиг. 9.13 в) , Изборът на променливата величина зависи от естеството на измерената стойност.

Капацитивните датчици се използват за измерване на ъгловото или линейно движение, линейни размери, нивото на усилие, влажност, концентрация и други. Структурно, те могат да се образуват с равнина, цилиндричен, пръстите електроди, наличието или отсъствието на диелектричната между плочите.

Plane-паралелен капацитивен датчик с променлива площ припокриване S описано уравнение преобразуване

C = ее 0 брадва / г, (9.6)

Когато - ширината на кондензатор плочи; х - електроди припокриват дължина (ris.9.13, както и).

Капацитивните изместване преобразуватели с променлива област на припокриване се използва за измерване на ъглови стойности (фиг. 9.14). В този случай, капацитет на сондата

- (9,7)

и чувствителност

където R 2 и R 1 - вътрешен и външен радиус на плочите; J 0 - първоначалния ъгъл на припокриване плочи.

Фиг. 9.14

От изразите (9.6) и (9.7) се вижда, че всички включени стойности, с изключение на измерената X и к е константа, т. Е. статична характеристика на капацитивен датчик е линейна (вж. Фиг. 9.13 а). Конвертори от този тип се използват за измерване на относително голям (до десетки сантиметра) движения.

Капацитивен изместване самолет-паралелен преобразувател с променлива въздушна междина (вж. Фиг. 9.13, б) е нелинейна характеристика. Промяна на капацитета му е описан от уравнението

С X = ее 0 S / (г 0 -х),

и коефициентът на преобразуване

K = - ее 0 S / (г 0 -х) 2,

където г 0 - начална празнина; х движение на плочата.

Поради нелинейност на статичните характеристики на тези сензори се използват за измерване на относително малки движения, обикновено не повече от 0,1d 0.

Преобразуватели с промяна в диелектрична константа на средата между епсилон на електроди (ris.9.13 б) се използва широко за измерване нивото на течности и твърди вещества, в състава на анализа и на концентрацията на вещества в химическата, масла и други промишлени отрасли, предвид продукт, аларма и така нататък. N . Те имат линейна статична характеристика.



Диелектричните свойства на средата понякога се променят под влияние на температурата и механично напрежение. Тези ефекти се използват също така за създаването на подходящи датчици. постоянна промяна под влияние на температурата се описва с израза

д T = д 0 (1 + ADT),

където Е Т - диелектрична константа на материала при температура Т; д 0 - диелектрична проницаемост при температура Т О; а - температурен коефициент; DT = T- T о.

Той има подобна форма и зависимостта на диелектричната константа на материала на приложената сила да го F

д P = д (1 + K SM DP),

където К SM - Чувствителността на материала за относителна промяна в диелектрична константа; K SM = (De / д) DP.

За да се повиши чувствителността и линейност характеристиките на използваните диференциални инвертори, при което промяната на държавните резултати в контролирана промяна количества капацитет едновременно в две чувствителни елементи, включени в различни направления на веригата за измерване мост на. В този случай ние се обърне (лицеви издърпайте) статична характеристика. Когато посоката на движение на подвижния елемент датчик изходния сигнал се променя фазата си на 180 ° С по отношение на фазата на напрежението на датчика, което еталонното напрежение.

преобразуватели на капацитета в зависимост от проектните характеристики варират от десети до няколко хиляди picofarads, което води до необходимостта да се използва захранване с висока честота за сензори - 1 • 10 10 08 март Hz. Това е един от съществените недостатъци на тези конвертори.

Първоначалният капацитет на преобразувателя е по-голяма, колкото по-малка разликата δ между електродите. Въпреки това, намаляването на разликата е ограничено до диелектрична якост между електрод на среда (въздух, например, силата на електрическото поле не трябва да надвишава 10 кВ / cm) и наличието на сили на привличане електростатични плочи

F = - (1/2) U 2 (ее 0 S / D 2).

Един възможен начин да се намали силата на привличане плочи с помощта на диференциални датчици върху подвижната част на електростатични сили, които действат в противоположни посоки.

При проектирането на капацитивни датчици трябва да се счита паразитни капацитет С пара, генерирана конструктивни елементи и свързващите проводници, които шунт капацитет С на конвертора и може да намали значително чувствителността. Относителната промяна в капацитет верига С Е, състояща се от паралелно свързани капацитети С и С на парата, причинени от промяната на капацитет C,

От това следва, че чувствителността на сондата, при равни други условия, ще бъде по-малък, по-голям е съотношението на C двойки / C 0. Освен това, с увеличаването на съотношението растат допълнителни грешки, тъй като капацитет С се променя под действие на двойки външни фактори [4].

Грешки капацитивните преобразуватели се определят главно от влиянието на температурата и влажността на геометричните размери и диелектрична константа на средата. Възможно да се намали грешка с помощта на строителни материали с нисък коефициент на линейно разширение на температура, или чрез запечатване на сензорите.

Капацитивни датчици са Radiant елементи с W трансферната функция (P) = K, тъй като честотата на захранването с датчик за два порядъка или повече по-висока от честотата на сигнала за измереното вход [5].

Предимствата на капацитивни преобразуватели включват прост дизайн, малки размери и тегло, висока чувствителност, по-голяма разделителна способност на входния сигнал на ниско ниво, без движещи се tokosёmnyh контакти, висока скорост, способността да се получи необходимата практика на трансформация се дължи на избора на подходящи параметри на конструкцията, липсата на влияние на входа измервателната верига.

Недостатъци капацитивните преобразуватели се състоят от сравнително ниско ниво изходен сигнал, характеристиките на нестабилност, когато промяна на параметрите на околната среда, влиянието на паразитни капацитети.

За да се намали загубата на капацитет на натоварване изход се използва в съответствие с вътрешния кръг на измерване резистентност. Реактивен съпротивление е избран равни по стойност и да се обърне знака на вътрешното съпротивление на сензора, т.е. схема, създадена в отговор.

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Капацитивни датчици

; Дата: 04.01.2014; ; Прегледи: 644; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Edu Doc (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 11.45.9.24
Page генерирана за: 0.048 сек.