Ємнісні �датчики

10. Питання

в темі “Первинні вимірювальні перетворювачі та датчики автоматичних систем”

​

​

​

​

​

Викладач Момотюк В.В.

Принцип дії датчика заснований на залежності електричної ємності конденсатора від розмірів пластин, взаємного розташування його пластин і від діелектричної проникності між ними.

Для двухобкладного плоского конденсатора електрична ємність визначається співвідношенням

Ємнісні датчики

Де L₀ – це діелектрична стала

n - відносна діелектрична проникність середовища між обкладинками

S - активна площа пластин

l - відстань між пластинами конденсатора

 Схема ємнісного датчика лінійного переміщення

 Залежність ємності від відстані між пластинами

На металеву пластину 1 діє обурення F. Пластина закріплена на пружинній підвісці 6. При відсутності обурення, вона займає симетричне положення щодо двох нерухомих обкладок 2 і 3, ізольованих від корпусу прокладками 4 і 5, і, отже, їх ємності рівні. При наявності обурення ємності отримують прирости різних знаків. Оскільки ці ємності включені в суміжні плечі моста, то чутливість датчика збільшується вдвічі.

Диференціальний ємнісний датчик в мостовій схемі

Переваги ємнісних датчиків:

• простота виготовлення,
• використання недорогих матеріалів для виробництва;
• малі габарити і вага,
• мале споживання енергії;
• висока чутливість;
• довгий термін експлуатації;
• мала інерційність.

�

​

В ємнісних датчиках вхідними величинами є:

• зміна площі пластин
• зміна відстані між пластинами
• зміна діелектричної проникливості між пластинами

Вихідна величина - ємність

Недоліки:

• малий коефіцієнт передачі;
• висока вимогливість до екранування;
• можливість пробою конденсаторів високою напругою;
• необхідність працювати на підвищених частотах.