Transductoarele de deplasare capacitive sunt dispozitive utilizate pentru măsurarea deplasărilor mici prin detectarea schimbărilor în capacitate. Tensiunea de ieșire a acestor traductoare depinde de diverși parametri, inclusiv geometria condensatorului și tensiunea aplicată. Acest articol oferă un ghid pas cu pas pentru calcularea tensiunii de ieșire în astfel de sisteme.

Înțelegerea principiilor de bază

Principiul de bază al unui traductor de deplasare capacitivă implică o schimbare a capacitării cauzate de deplasare. Când placa mobilă se schimbă, distanța dintre plăci variază, modificând capacitatea. Această schimbare poate fi transformată într-un semnal măsurabil de tensiune.

Calculez modificarea capacităţii

Capacitatea unui condensator paralel cu placă este dată de:

C = ε0 * A / d

unde:

  • ε0 este permisivitatea spațiului liber
  • A este suprafața plăcilor
  • d este distanța dintre plăci

Deplasarea determină o modificare a d, ceea ce duce la o schimbare a capacităţii [];C.

Conversia capacitatii la tensiune

Transductorul utilizează de obicei un oscilator sau un circuit amplificator de sarcină. Schimbarea capacităţii afectează tensiunea de ieşire în funcţie de configuraţia circuitului. Pentru un amplificator de sarcină simplu, tensiunea de ieşire (V out) poate fi calculată ca:

V out = (Q / C) * R

unde:

  • Q este taxa aplicată condensatorului
  • R este rezistorul de feedback din circuit

Etape finale de calcul

1. Determină capacitatea iniţială [C0]) în poziţia de referinţă.

2. Măsurați sau calculați modificarea capacității (]

3. Utilizaţi parametrii circuitului (Q şi R) pentru a găsi tensiunea de ieşire [V out.

Acest proces permite măsurarea precisă a deplasării prin traducerea modificărilor de capacitate în semnale de tensiune.