Емкостные датчики с изменяемой диэлектрической проницаемостью. Иллюстрации конструкций емкостных датчиков, физические принципы которых основаны на изменении емкости при изменении диэлектрической проницаемости C(ε)

Иллюстрации конструкций емкостных датчиков, физические принципы которых основаны на изменении емкости при изменении диэлектрической проницаемости C(ε): а, б — линейный емкостной датчик расстояний x1 и x2: 1, 2 — нижняя и верхняя обкладки конденсатора, зафиксированные на постоянном расстоянии d, с максимальной площадью перекрытия S и полной длиной перекрытия X; 3 — слой диэлектрика с диэлектрической проницаемостью ε1; 4, 5 — зафиксированные печатные платы; 6 — пайка обкладки на плате; а — датчик в исходном состоянии при x1= X и x2= 0; б — датчик с x1 ≤ X и ненулевым x2; S1 — переменная площадь перекрытия обкладок диэлектриком 3 (с диэлектрической проницаемостью ε1) в пределах детектируемого расстояния x1; (S–S1) — переменная площадь перекрытия обкладок воздушным диэлектриком (с диэлектрической проницаемостью ε ≈ 1) в пределах переменного расстояния x2 = X–x1; в — емкостной датчик зубчатого ротора типа «открытый конденсатор»: φ, ω, F — абсолютный и частотные сигналы датчика: φ — сигнал абсолютного углового положения ротора; F, ω (или f) — частота ротора и следования детектируемых элементов, соответственно; 1 — ротор (из металла или диэлектрика); 2 — корпус датчика; 3, 4 — выступающие обкладки плоского конденсатора; 5 — схема питания конденсатора переменным напряжением и обработки сигнала; 6 — проводные терминалы датчика (в трехпроводной частотной схеме подключения, работающей на постоянном напряжении); г — угловой емкостной датчик-прерыватель: 1 — ротор-крыльчатка (из металла или диэлектрика); 2 — корпус датчика; 3, 4 — обкладки плоского конденсатора; 5 — схема питания и обработки сигнала; 6 — проводные терминалы датчика (в трехпроводной частотной схеме подключения, работающей на постоянном напряжении); 7 — вращающийся вал; F, f — частотные сигналы датчика; д — угловой емкостной датчик абсолютного положения — прерыватель: 1 — ротор с материалом, изменяющим емкостную связь (из металла или диэлектрика); 2 — корпус датчика; 3, 4 — обкладки плоского конденсатора; 5 — схема питания и обработки сигнала; 6 — проводные терминалы датчика (в трехпроводной аналоговой или частотной схеме подключения, работающей на постоянном напряжении); 7 — вращающийся вал; 8 — материал, изменяющий емкостную связь; φ, F, f — абсолютный и частотные сигналы датчика.