Короткі теоретичні відомості. Ємкісні перетворюючі елементи перетворюють зміни вимірюваної величини в зміни ємності

Ємкісні перетворюючі елементи перетворюють зміни вимірюваної величини в зміни ємності. Конденсатор формується з двох пластин, розділених шаром діелектрика, а його ємність визначається з наступного виразу:

 

Рис.2.1.????????

де — діелектрична проникність діелектрика;

А— площа поверхні кожної пластини;

х — відстань між пластинами.

З цього співвідношення випливає, що ємність залежить від діелектричної проникності, площі поверхні пластин і відстані між ними.

Ємність такого перетворювача звичайно виміряється в такий спосіб:

1) за допомогою мостової схеми перемінного струму, у якій перетворювач утворить одне плече моста;

2) за допомогою мультивібратора, у якому конденсатор у колі визначає частоту коливань.

Принцип дії ємнісних перетворювачів заснований на залежності ємності конденсатора від його геометричних розмірів, форми, відстані між його пластинами і від діелектричної проникності середовища У ємнісних перетворювачах звичайно використовується пласко рівнобіжний або циліндричний конденсатор.

Рис.2.2.?????????

 

Принцип дії ємнісних перетворювачів заснований на залежності ємності конденсатора від його геометричних розмірів, форми, відстані між його пластинами і від діелектричної проникності середовища. У ємнісних перетворювачах звичайно використовують плоско паралельні або циліндричні конденсатори. Живлення здійснюється від мережі перемінного струму.

Ємність плоско паралельного конденсатора визначається вираженням:

Як видно з вираження ємність перетворювача залежить від S, d, ε _r. Кожна з цих величин може бути вхідною величиною перетворювача.

Рис. 4.

При зміні площі взаємного перекриття пластин ємність змінюється по лінійному закону.

Ємнісні перетворювачі з перемінною площею перекриття використовуються як датчики кутових переміщень. У цьому випадку ємність дорівнює:

Де r₁ і r₂ - зовнішній і внутрішній радіуси обкладок,  _{ }  початковий кут перекриття.

З рисунка видно, що ємність перетворювача змінюється по лінійному законі в залежності від кута     Ємнісні датчики застосовуються при вимірі порівняно великих кутових переміщень. Відповідним вибором форми рухомою 1 і нерухомою 2 пластинок можна одержати задану функціональну залежність між зміною ємності і кутовим переміщенням.

У коло генератора, що задається, вмикається конденсатор перемінної ємності ЦВ3, який є ємнісним датчиком. Зміна його ємності приводить до зміни частоти звукових коливань.