Table of Contents
سنسورهای سطح ظرفیت برای اندازه گیری سطح مایعات یا جامدات در یک ظرف با شناسایی تغییرات در خازن استفاده می شود. محاسبه خروجی ولتاژ این سنسورها برای خواندن دقیق و ادغام سیستم ضروری است.این راهنما یک فرایند روشن و گام به گام برای تعیین ولتاژ بر اساس پارامترهای سنسور و پیکربندی مدار فراهم می کند.
درک سنسور و مدار
خروجی ولتاژ سنسور سطح خازن بستگی به تغییر خازن سنسور دارد زیرا سطح متفاوت است و مدار مورد استفاده برای اندازه گیری این تغییر است.به طور معمول، سنسور بخشی از مدار RC (بازگردان- خازن) را تشکیل می دهد یا به یک مدار نوسانگر متصل می شود که تغییرات خازن را به سیگنال های ولتاژ تبدیل می کند.
تغییرات تعادلی
خازن سنسور با سطح مواد متفاوت است. فرمول اساسی برای خازن:
([۱۰]) = ([۱۰] ε/۱]
کجا:
- [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] = مجوز (۱)
- [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] = مجوز نسبی مواد [۱]
- [[۱] [۱۰] [۱] = ناحیه ای از صفحات سنسور
- [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱]] = فاصله بین صفحات [۱]
به عنوان تغییرات سطح، مواد موثر دی الکتریک بین تغییرات صفحات، تغییر ε r و بنابراین خازن.
تبدیل Capacitance به ولتاژ
در یک مدار معمولی RC، ولتاژ در سراسر خازن را می توان با استفاده از معادله شارژ محاسبه کرد:
[[ویرایش] [۱] [۱۰] = V Supply [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]
کجا:
- [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱]] = ولتاژ در زمان (۱۰]
- [[۱] [۱۰] [۱] [۱] = [۱]
- [[۱] [۱۰] [۱] = مقاومت در مدار
- [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱]] = خازن محاسبه شده در اوایل [۱۰]
- [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] = زمان از زمان شارژ شروع شد
با اندازه گیری ولتاژ در یک زمان خاص یا حالت ثابت، سطح سنسور می تواند از خروجی ولتاژ استنتاج شود.
مثال عملی
فرض کنید ولتاژ عرضه 5V است، مقاومت R 10kΩ است و خازن از 10pF به 20pF به عنوان تغییرات سطح متفاوت است.با استفاده از معادله شارژ، ولتاژ در حالت ثابت (t ⁇ ) تقریبا برابر با V Supply اندازه گیری های پویا، ولتاژ در یک زمان خاص می تواند محاسبه شود برای تعیین سطح.