Os transdutores de deslocamento capacitivo são dispositivos usados para medir pequenos deslocamentos, detectando mudanças na capacitância. A tensão de saída desses transdutores depende de vários parâmetros, incluindo a geometria do capacitor e a tensão aplicada. Este artigo fornece um guia passo a passo para calcular a tensão de saída em tais sistemas.

Compreender os Princípios Básicos

O princípio do núcleo de um transdutor de deslocamento capacitivo envolve uma mudança na capacitância causada pelo deslocamento. Quando a placa móvel se desloca, a distância entre as placas varia, alterando a capacitância. Essa mudança pode ser convertida em um sinal de tensão mensurável.

Calculando a Mudança de Capacidade

A capacitância de um condensador de placas paralelas é dada por:

C = ε0 * A / d

Onde:

  • ε0 é a permissividade do espaço livre
  • A] é a área das placas
  • d é a distância entre as placas

O deslocamento provoca uma alteração em d, conduzindo a uma alteração na capacidade (ΔC[]).

Convertendo a Mudança de Capacidade em Tensão

O transdutor normalmente usa um circuito oscilador ou amplificador de carga. A mudança de capacitância afeta a tensão de saída de acordo com a configuração do circuito. Para um amplificador de carga simples, a tensão de saída (V out) pode ser calculada como:

V out = (Q / C) * R

Onde:

  • Q é a carga aplicada ao capacitor
  • R é o resistor de feedback no circuito

Etapas finais de cálculo

1. Determinar a capacidade inicial ([]C0]) na posição de referência.

2. Medir ou calcular a variação da capacitância (ΔC) devido ao deslocamento.

3. Use os parâmetros de circuito (Q e R) para encontrar a tensão de saída (V out).

Este processo permite a medição precisa do deslocamento traduzindo mudanças de capacitância em sinais de tensão.