Un astfel de senzor este utilizat pentru măsurarea deplasărilor foarte mici până la 1 mm (micrometru capacitiv). Valoarea variabilă a unui astfel de senzor este distanța dintre plăci. Dependența capacității C (nΦ) asupra deplasării d este dată de:
unde d este cantitatea de variație a decalajului dintre plăci, mm;
er este permitivitatea relativă a mediei între
Sensibilitatea senzorului este determinată de valoarea creșterii capacității atunci când cantitatea controlată neelectrică se modifică cu un
Senzor diferențial cu schimbarea diferenței. Pentru a îmbunătăți precizia și sensibilitatea, un senzor capacitiv este de obicei diferențiat. Un astfel de senzor face posibilă controlul nu numai a mișcării, ci și a direcției.
Senzorul diferențial este structurar un condensator cu o placă metalică 1 plasată în mijlocul senzorului, pe care acționează valoarea monitorizată F (figura 18). Capacul 1 este fixat la o suspensie elastică cu rigiditate scăzută și se poate mișca paralel cu el însuși sub influența efortului. Cele două plăci elastice 2 și 3 sunt izolate cu atenție față de corp prin garniturile 4. în absența acțiunii mecanice, căptușeala 1 ocupă o poziție simetrică. în care două jumătăți de recipient condensatori C1-3 și C1-2 sunt identice și S. Sub influența cantității neelectric măsurat container garnitură 1 se deplasează și partea de sus și de jos a senzorului incrementată cu caractere diferite:
Forțele care acționează între perechi de plăci sunt contra-reglate; sunt compensate reciproc. Reducerea sau mărirea decalajului determină o scădere sau o creștere proporțională a tensiunii.
Ca o formulă de calcul pentru calcularea capacității senzorului, se poate folosi formula pentru un condensator plan paralel.
Senzor de deplasare unghiulară - utilizat pentru controlul mișcărilor unghiulare minore (în telemehanică), pentru transferul indicațiilor de indicatori ai instrumentelor de măsurare.
pe 1) este fixată rigid pe arborele 3,
se poate întoarce ușor
plăcile (plăcile) 2 astfel încât,
că distanța dintre plăci
rămâne neschimbată - figura 19.
Zona de lucru a unui astfel de senzor (umbrite) depinde de unghiul de rotație a al căptușelii 1. Pentru a crește capacitatea senzorului, se utilizează un sistem alcătuit din mai multe plăci staționare și mobile.
Dependența capacității senzorului de poziția reciprocă a plăcilor mobile și fixe este dată de:
unde Sn este aria de interacțiune dintre cel în mișcare și una dintre plăcile fixe la un unghi de rotație a = 0, cm2;
n este numărul de plăci fixe și mobile;
d este decalajul dintre plăci, mm.
Dacă plăcile au forma unui semicerc și axa de rotație a plăcilor mobile este în centrul circumferinței ambelor plăci, atunci capacitatea senzorului depinde de unghiul de rotație:
C = 0,89 Smax (n-1) a / d 180
unde a este unghiul de rotație al plăcii mobile în raport cu placa fixă (de la 0 la 180 ° și invers);
Smax este zona de interacțiune a plăcilor la o a = 180 ° (cu plăci complet inserate), cm2.
Sensibilitatea senzorului este determinată de formula:
Senzor cilindric pentru măsurarea mișcărilor - figura 20. Capacitatea senzorului, în funcție de mișcarea axială a cilindrului interior:
unde l este lungimea părții suprapuse a plăcilor condensatoarelor, cm;
d1. d2 - diametrele circumferinței exterioare și interioare, respectiv
e este constanta dielectrică a mediului.
Senzor pentru măsurarea nivelului lichidului. Senzorii sunt utilizați ca indicatoare de nivel capacitiv (de exemplu celulele de combustie), prin intermediul cărora pot fi măsurate nivelurile de lichide conductive (kerosen, benzină, ulei).
Figura 21 Figura 22
Senzorul capacitiv este realizat sub forma unui condensator cilindric alcătuit dintr-un tub metalic 1 (rezervor) și o tijă metalică 2 imersată într-un lichid - Figura 21.
În funcție de modificarea înălțimii nivelului lichidului, capacitatea condensatorului se schimbă. Capacitatea totală a condensatorului poate fi definită ca capacitatea a doi condensatori conectați paralel
unde C1 este capacitatea părții inferioare umplută cu lichid, nivelul h,
C2 - capacitatea părții superioare, înălțimea (H-h), umplută
Deoarece constanta dielectrică a mediului conductiv este mult mai mare decât permitivitatea aerului (e = 1), capacitatea unui astfel de senzor se schimbă odată cu schimbarea nivelului.
Să considerăm senzorul este prezentat în Figura 22. Rezervorul 1 electrozi plasați 2. Dacă înălțimea rezervor H este umplut cu lichid până la nivelul h, capacitatea senzorului, în cazul în care condensatorul este plat.
unde e0 este constanta dielectrica absoluta a vidului
e este constanta dielectrică relativă a lichidului;
d este distanța dintre plăci;
b - lățimea plăcii.
Capacitate totală a unui condensator plat:
Pentru un condensator cilindric, capacitatea senzorului este dată de:
unde H este înălțimea electrodului senzorului, cm;
h - înălțimea nivelului măsurat, cm;
ee este constanta dielectrică a lichidului.
Se poate observa din ecuație că capacitatea măsurată a condensatorului depinde de valoarea h, adică vă permite să determinați gradul de umplere a rezervorului.
Sensibilitatea senzorului este constantă pe întreaga gamă de măsurare.
Senzor capacitiv pentru măsurarea grosimii unui material dintr-un dielectric. (de exemplu din celuloid).
Materialul controlat 1 este întins, prin intermediul rolelor 2, între plăcile condensatorului 3 fără a le atinge - figura 24.
Acest senzor este o lungime dublu strat condensator dielektrikom.Esli plan paralel a decalajului dintre electrozii d notat (mm), dielectric bandă grosime D (mm), iar constanta dielectrică a benzii dielectric .. ed.e capacitatea senzorului:
unde S este suprafața plăcilor, cm2.
Pentru a determina schimbări mici în capacitate, se utilizează o punte, un circuit de conexiune rezonantă și un circuit de batere.