Los transductores de desplazamientos de la capa son dispositivos utilizados para medir pequeños desplazamientos detectando cambios en la capacitancia. El voltaje de salida de estos transductores depende de varios parámetros, incluyendo la geometría del condensador y el voltaje aplicado. Este artículo proporciona una guía paso a paso para calcular el voltaje de salida en dichos sistemas.

Comprender los principios básicos

El principio central de un transductor de desplazamiento capacitivo implica un cambio de capacitancia causado por el desplazamiento. Cuando la placa móvil cambia, la distancia entre placas varía, alterando la capacitancia. Este cambio se puede convertir en una señal de tensión mensurable.

Cálculo del cambio de la animación

La capacitancia de un condensador de placa paralela es dada por:

C = ε0 * A / d

Donde:

  • ε0 es la permitibilidad del espacio libre
  • A es el área de las placas
  • d es la distancia entre las placas

El desplazamiento causa un cambio en d], lo que conduce a un cambio de capacitancia (ΔC).

Convertir la animación Cambio en tensión

El transductor utiliza normalmente un circuito de amplificador de carga o oscilador. El cambio de capacitancia afecta el voltaje de salida según la configuración del circuito. Para un amplificador de carga simple, el voltaje de salida (]V out) puede calcularse como:

V out = (Q / C) * R

Donde:

  • Q es la carga aplicada al condensador
  • R es el resistor de retroalimentación en el circuito

Pasos finales de cálculo

1. Determinar la condensación inicial (C0) en la posición de referencia.

2. Medir o calcular el cambio de capacitancia (ΔC]) debido al desplazamiento.

3. Utilice los parámetros de circuito (Q y R) para encontrar el voltaje de salida (]V out).

Este proceso permite una medición precisa del desplazamiento mediante la traducción de cambios de capacitancia en señales de tensión.