전기 용량 및 압전 센서는 압력, 가속 및 변위와 같은 물리적 수량 측정에 널리 사용됩니다. 그들의 원리를 이해하는 것은 특정 응용 프로그램에 적합한 센서를 선택하고 그들의 작업과 관련된 정확한 계산을 수행하는 데 도움이됩니다.

전기 용량 센서의 원리

전기 용량 센서는 거리 또는 절연성 특성에 따라 변이가 발생하는 정전에 따라 작동하며 두 전도성 판 사이의 절연성 특성을 나타냅니다. 물리적 수량이 이러한 판을 이동하거나 변이할 때 유전체 물질, 용량 변화가 적절하게 변경됩니다.

용량 (C)는 공식을 사용하여 계산됩니다.

C = ε A / d]

ε 절연성 물자의 허용 오차, A는 판의 지역이고, d는 그 사이에 거리입니다.

Piezoelectric 감지기의 원리

압전 센서는 기계 응력에 따라 전기 충전을 생성합니다. 이 속성은 압전 재료의 결정 구조로 인해 적용된 힘 또는 압력에 전압 비례를 생산합니다.

적용되는 힘 (F)와 생성한 전압 (V) 사이 관계는 다음과 같이 표현될 수 있습니다:

V = d * F

계산 예제

예 1 : 전기 용량 센서

용량 센서는 10cm]2], 8.85 x 10-12]] F/m의 유전체 허용 오차가 있으며, 1mm에서 0.9mm까지의 플레이트의 거리가 변화합니다. 용량의 변화가 계산됩니다.

처음 용량:

Cinitial = (8.85 x 10]]-12]]) * 0.0001 / 0.001 = 8.85 x 10]]-12] F

최종 용량 :

Cfinal = (8.85 x 10]]-12]]) * 0.0001 / 0.0009 = 9.83 x 10]]-12] F

용량의 변화 : 9.83 x 10]-12 - 8.85 x 10]-12] = 0.98 x 10-12] F

예 2 : 압전 센서

압전 센서는 10 N의 힘이 적용될 때 5 V의 전압을 생성합니다. 힘이 15 N에 증가할 때 생성된 전압을, assuming 선형 행동을 찾아내십시오.

관계 V = d * F, 및 assuming d는 일정한 유지:

V1=d * 10 N = 5 V

d = 5 V / 10 N = 0.5 V / N

15 N를 위해:

V2=0.5 V/N * 15 N = 7.5 V