Tekintsük a kapacitív érzékelők fő típusát
Az ilyen érzékelő a nagyon kis elmozdulások mérésére 1 mm-ig (kapacitív mikrométer) használható. Az ilyen érzékelőben a változó érték a lemezek közötti távolság. A C elmozdulás d kapacitásának (nΦ) függését a következőképpen határozzuk meg:
ahol d a lemezek közötti különbség mennyisége mm-ben;
er a közeg relatív permittivitása
Az érzékelő érzékenységét a kapacitás növekményének értéke határozza meg, ha az ellenőrzött nem elektromos mennyiség egyenként változik
Differenciálérzékelő résváltással. A pontosság és érzékenység javítása érdekében a kapacitív érzékelő rendszerint különbséget tesz. Az ilyen érzékelő lehetővé teszi a mozgás mennyiségének, de az irányának a szabályozását is.
Differenciál-érzékelő van kialakítva, mint egy kondenzátor egy fémlemez 1 közepén elhelyezett az érzékelő, amely működik a szabályozott F érték (18. ábra). Az 1 burkolat rugalmas felfüggesztéssel van rögzítve, alacsony merevséggel és párhuzamosan mozoghat önmagával az erőkifejtés hatására. Két rugalmas 2 és 3 lapok gondosan szigetelve a párna 4 hiányában mechanikai hatás bélés 1 vesz szimmetrikus helyzetben. ahol a két tartály fél kondenzátorok 1-3 szénatomos és 1-2 szénatomos azonosak, és S. hatása alatt nem elektromos mért mennyiség bélés 1 tartály mozog, és a tetején és alján az érzékelő növekszik a különböző karakterek:
A lemezpárok közötti hatást ellenirányúak; kölcsönösen kompenzálják. A rés csökkentése vagy növelése arányos csökkenést vagy feszültségnövekedést eredményez.
Az érzékelő kapacitását kiszámító számítási képletként egy síkpárhuzamos kondenzátort használhatunk.
Szögeltérésérzékelő - a kisebb szögmozgások (telemechanikában) vezérléséhez, a mutatómérő műszerek jelzéseinek átadásához.
1) mereven rögzítve van a 3 tengelyre,
könnyen megfordul
a lemezeket (lemezeket) 2 úgy,
hogy a távolság a lemezek között
változatlan marad - 19. ábra.
Az ilyen érzékelő (árnyékolt) munkaterülete a bélés 1 a forgástengelyétől függ. Az érzékelő kapacitásának növeléséhez több álló és mozgatható lemezből álló rendszert használnak.
Az érzékelő kapacitás függését a mozgatható és rögzített lemezek kölcsönös helyzetére az alábbiak szerint adhatja meg:
ahol Sn a mozgó és az egyik rögzített lemez közötti kölcsönhatás területe a = 0, cm2 forgási szögben;
n a rögzített és mozgatható lemezek száma;
d a lemezek közötti távolság, mm.
Ha a lemezek félkör alakúak, és a mozgatható lemezek forgási tengelye mindkét lemez kerülete közepén van, akkor az érzékelő kapacitása a forgási szög függvényében:
C = 0, 89 S max (n-1) a / d 180
ahol a a mozgó lemez forgási szöge a rögzített lemezhez képest (0 és 180 ° között, és fordítva);
Az S max a lemezek kölcsönhatási területe a = 180 ° -ban (teljesen beillesztett lemezek esetén), cm 2.
Az érzékelő érzékenységét a következő képlet határozza meg:
Hengeres érzékelő mozgások méréséhez - 20. ábra. Az érzékelő kapacitása a belső henger tengelyirányú mozgásától függően:
ahol l a kondenzátorlemezek átfedő részének hossza, cm;
d1. d2 - a külső és a belső kerület átmérője
e a közeg dielektromos állandója.
Érzékelő a folyadékszint méréséhez. Az érzékelőket kapacitív szintmérőként (pl. Üzemanyagcellák) használják, amelyek segítségével a vezetőképes folyadékok szintje (kerozin, benzin, olaj) mérhető.
21. ábra 22. ábra
A kapacitív érzékelő hengeres kondenzátor formájában van kialakítva, amely 1 fémtartályból (tartályból) és egy 2 fémrúdból áll, amely folyadékba merül - 21. ábra.
A folyadékszint magasságának változásától függően a kondenzátor kapacitása megváltozik. A kondenzátor teljes kapacitása két párhuzamosan kapcsolt kondenzátor kapacitása lehet
ahol C1 a folyadékkal töltött alsó rész kapacitása, h,
C2 - a felső rész kapacitása, magasság (H-h), töltött
Mivel a vezetőközeg dielektromos állandója sokkal nagyobb, mint a levegő permittivitása (e = 1), az ilyen érzékelő kapacitása változik a szintváltozással.
Tekintsük a 22. ábrán látható érzékelőt. A 2 elektródokat az 1 tartályba helyezzük. Ha a H tartálymagasságot h folyadékkal töltjük h szintre, akkor az érzékelő kapacitása, ha a kondenzátor lapos.
ahol e0 a vákuum abszolút dielektromos állandója
e a folyadék relatív dielektromos állandója;
d a lemezek közötti távolság;
b- a lemez szélessége.
A lapos kondenzátor teljes kapacitása:
Hengeres kondenzátor esetén az érzékelő kapacitása a következő:
ahol H az érzékelő elektróda magassága, cm;
h - a mért szint magassága, cm;
ee a folyadék dielektromos állandója.
Az egyenletből kiderül, hogy a kondenzátor mért kapacitása a h értékétől függ, azaz. lehetővé teszi a tartály feltöltésének mértékét.
Az érzékelő érzékenysége állandó a mérési tartományban.
Kapacitív érzékelő egy anyag dielektrikus vastagságának mérésére. (például celluloidból).
Az 1 szabályozott anyagot a 2 hengerek segítségével a 3 kondenzátor lemezek közé feszítik anélkül, hogy megérintenék őket - a 24. ábrán.
Ez az érzékelő egy síkkal párhuzamos kétrétegű kondenzátor dielektrikom.Esli hossza az elektródák közötti távolság jelöljük d (mm), a dielektromos szalag vastagsága D (mm), és a dielektromos állandója a dielektromos szalagot .. ed.e megfelelő érzékelő kapacitás:
ahol S a lemezek területe, cm 2.
A kis kapacitásváltozások meghatározásához híd, rezonáns csatlakozási áramkör és beat-áramkör használatos.