Емкостные датчики

Емкостные датчики перемещения

 

 

Принцип действия емкостных измерительных преобразователей основан на изменении емкости конденсатора под воздействием входной преобразуемой величины.

 

Емкость конденсатора

 

 

где ε — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; ε₀ — диэлектрическая проницаемость вакуума; S — площадь пластины; δ — толщина диэлектрика или расстояние между пластинами.

Из приведенного соотношения видно, что на емкость конденсатора можно влиять изменением площади перекрытия пластин S, расстояния между ними, диэлектрической проницаемости вещества, находящегося в зазоре между обкладками конденсатора Выбор того или иного изменяемого параметра зависит от характера измеряемой величины.

 

Поскольку ёмкость конденсатора изменяется обратно пропорционально величине зазора между пластинами, определение ёмкости позволяет судить о расстоянии между пластинами. Изменение ёмкости можно зафиксировать различными способами, если включить его в электрическую цепь.

 

Схема датчика линейного перемещения с изменяющейся величиной зазора.

 

Другой схемой, где выходным параметром является электрическая ёмкость, является схема, содержащая конденсатор с подвижным диэлектриком. Перемещение диэлектрической пластины между обкладками конденсатора также приводит к изменению его ёмкости. Пластина может быть механически связана с интересующим объектом, и в этом случае изменение ёмкости свидетельствует о перемещении объекта. Кроме того, если сам объект обладает свойствами диэлектрика и имеет подходящие габариты — он может быть использован непосредственно в качестве диэлектрической среды в конденсаторе.

Схема емкостного датчика линейного перемещения с подвижным диэлектриком.