Kapasitiilisen siirtymän antureilla mitataan pieniä siirtymävaiheita havaitsemalla kapasitanssin muutoksia. Näiden antureiden lähtöjännite riippuu eri parametreista, kuten kondensaattorin geometriasta ja käytetystä jännitteestä. Tämä artikkeli tarjoaa vaiheittaisen oppaan tällaisten järjestelmien lähtöjännitteen laskemiseen.

Perusperiaatteiden ymmärtäminen

Kapasitiivisen siirtymäanturin ydinperiaate on siirtymän aiheuttama kapasitanssin muutos. Kun siirrettävä levy siirtyy, levyjen välinen etäisyys vaihtelee, kapasitanssi muuttuu. Tämä muutos voidaan muuntaa mitattavissa olevaksi jännitesignaaliksi.

Kapasitanssin muutoksen laskeminen

Rinnakkaispakastuskondensaattorin kapasitanssin antaa:

]C = ε0 * A / d]

jossa

  • ε0 on vapaan tilan lupakelpoisuus
  • A on levyjen pinta-ala
  • d[ on levyjen välinen etäisyys

Tämä tarkoittaa, että positiivisten toimintojen osuus on vähintään 50 prosenttia.

Muutetaan kapasitanssin muutos jännite

Muunnin käyttää tyypillisesti oskillaattoria tai latausvahvistinpiiriä. Kapasitanssin muutos vaikuttaa virtapiirin mukaiseen lähtöjännitteeseen. Yksinkertaisen latausvahvistimen lähtöjännite (]V out) voidaan laskea seuraavasti:

]V out = (Q / C) * R

jossa

  • Q on kondensaattoriin sovellettava maksu
  • R on virtapiirin takaisinkytkentävastuslaite

Lopulliset laskentavaiheet

1. Määritetään alkukapasitanssi ([]C0) vertailuasennosta.

2. Mitataan tai lasketaan kapasitanssin ([]ΔC) muutos siirtymän vuoksi.

3. Käytä virtapiiriparametreja (Q ja R) ulostulojännitteen löytämiseksi (]V out).

Tämä prosessi mahdollistaa tarkan siirtymisen mittauksen muuttamalla kapasitanssin muutokset jännitesignaaleiksi.