容量性変位トランスデューサーは、静電容量の変化を検出することにより、小さな変位を測定するために使用される装置です。 これらのトランスデューサーの出力電圧は、コンデンサの幾何学と応用電圧を含む、さまざまなパラメータに依存します。 この記事では、このようなシステムで出力電圧を計算するためのステップバイステップガイドを提供します。

基本原則の理解

容量性変位トランスデューサのコア原則は変位によって引き起こされる静電容量の変化を含みます。 移動可能なプレートがシフトすると、プレート間の距離は変化し、静電容量を変更します。 この変更は、測定可能な電圧信号に変換できます。

静電容量変化の計算

平行板コンデンサーの容量は次によって与えられます:

C = ε0 * A / d

どこ:

  • ε0]は、空き領域の許認可です
  • A]はプレートの領域です
  • d]はプレート間の距離です

変位は、静電容量の変化(]]]])につながり、ΔC)に変化を引き起こします。

電圧へのキャパシタンス変更の変換

トランスデューサーは、通常、発振器または充電アンプ回路を使用します。キャパシタンスの変化は、回路構成に応じて出力電圧に影響します。単純な充電アンプの場合、出力電圧()V out)は次のように計算できます。

[V out = (Q / C) * R]

どこ:

  • Q]は、コンデンサーに適用される充電です
  • R]は回路のフィードバック抵抗器です

最終的な計算ステップ

1. 参照位置の初期キャパシタンス(]])を決定します。

2. 変位によるキャパシタンス(]]ΔC)の変化を測定または計算します。

3. 出力電圧([[]]V out)を見つけるために回路変数(QおよびR)を使用して下さい。

変位の正確な測定を電圧信号に静電容量変化を変換することで実現します。