Kapacitiv forskyvningstransdusere er innretninger som brukes til å måle små forskyvninger ved å detektere endringer i kondensansen. Utgangsspenningen til disse transdusere avhenger av ulike parametere, inkludert geometrien til kondensatoren og den påførte spenningen. Denne artikkelen gir en trinnvis guide til å beregne utgangsspenningen i slike systemer.

Forstå grunnleggende prinsipper

Kjerneprinsippet til en kapasitiv forskyvningstransducer innebærer en endring i kondensansen forårsaket av forskyvning. Når den bevegelige platen skifter, varierer avstanden mellom plater, endrer kondensansen. Denne endringen kan omdannes til et målbart spenningssignal.

Beregne kapasitasjonsendring

Kondensansen av en parallell platekondensator er gitt ved:

C = ε0 * A / d]

Hvor:

  • ε0 er fri plasss tillaten
  • A er området til platene
  • d er avstanden mellom platene

Forringelse forårsaker en endring i d], noe som fører til en endring i kapasitans (]] ΔC).

Konvertere kapasitance endre til spenning

Transduceren bruker typisk en oscillator eller ladeforsterkerkrets. Endringen i kondensansen påvirker utspenningen i henhold til kretskonfigurasjonen. For en enkel ladeforsterker kan utspenningen (] V out) beregnes som:

V out = (Q / C) * R

Hvor:

  • Q] er ladningen som påføres kondensatoren
  • R er tilbakemeldingsmotstanden i kretsen

Siste beregningssteg

1. Bestem den første kapasitansen (] C0]) i referanseposisjonen.

2. Mål eller beregne endringen i kapasitans (] ΔC]) på grunn av forskyvning.

3. Bruk kretsparametrene (Q og R) til å finne utgangsspenningen (]V out).

Denne prosessen tillater nøyaktig måling av forskyvning ved å oversette kondensasjonsendringer i spenningssignaler.