Kapacitiva förskjutningstransducerare är enheter som används för att mäta små förskjutningar genom att upptäcka förändringar i kapacitans. Utgångsspänningen hos dessa givare beror på olika parametrar, inklusive geometrin hos kondensatorn och den tillämpade spänningen. Denna artikel ger en steg-för-steg-guide för att beräkna utgångsspänningen i sådana system.

Förstå de grundläggande principerna

Kärnprincipen för en kapacitiv förskjutningstransducer innebär en förändring i kapacitans orsakad av förskjutning. När den rörliga plattan skiftar varierar avståndet mellan plattor, ändrar kapacitansen. Denna förändring kan omvandlas till en mätbar spänningssignal.

Beräkning av kapacitansförändring

Kapacitansen av en parallell platta kapacitor ges av:

]C= ≤0* A/D]

Var:

  • א**] är tillåtelsen för fria utrymmen
  • ][]] är plattornas område
  • ][]] är avståndet mellan plattorna

Förskjutning orsakar en förändring i ]]d, vilket leder till en förändring i kapacitans ( ΔC]).

Konvertera kapacitans förändring till spänning

Transducern använder vanligtvis en oscillator eller laddningsförstärkarekrets. Förändringen i kapacitans påverkar utgångsspänningen enligt kretskonfigurationen. För en enkel laddningsförstärkare kan utgångsspänningen (]V out[) beräknas som:

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

Var:

  • ] ]] är den avgift som tillämpas på kondensatorn
  • ][]] är återkopplingsmotståndet i kretsen

Slutberäkningssteg

1. bestämma den ursprungliga kapacitansen (]]C0[) vid referenspositionen.

2. Mät eller beräkna förändringen i kapacitans (] ΔC[]) på grund av förskjutning.

3. Använd kretsparametrarna (Q och R) för att hitta utgångsspänningen (]]V out ).

Denna process möjliggör exakt mätning av förskjutning genom att översätta kapacitansförändringar till spänningssignaler.