Емкостные датчики

Емкостные датчики преобразуют линейное или угловое перемещение в изменение емкости конденсатора (1)

где d - расстояние между обкладками конденсатора (электродами);

ε - диэлектрическая проницаемость среды;

s - суммарная площадь электродов, составляющих конденсатор.

Тип датчика определяется в зависимости от того какой из параметров уравнения (1) принят в качестве регулирующего.

1) с = f(s)| _{d,ε = idem} ("idem" - не влияет на функцию)

Применяются при перемещениях более 1 мм. Во всех случаях одна обкладка конденсатора неподвижна и соединена с корпусом измерительного прибора, а другая подвижна и соединена с первичным преобразователем.

Среди них различают:

- плоские, цилиндрические (линейного перемещения);

- поворотные (поворотного типа).

а) плоские б) цилиндрические в) поворотные

2) с = f(d)| _{s,ε = idem}

Применяются при перемещениях менее 1 мм.

Недостаток - нелинейность ст. характеристики. Однако, при малых перемещениях (менее 1 мм) величиной можно получить линейную зависимость с малой погрешностью. Датчики такого типа обладают большой чувствительностью и используются при малых перемещениях.

3) с = f(ε)| _{d, s,= idem}

Эти датчики используются для измерения уровня, состава и концентрации жидких веществ, а также для толщины и влажности твердых диэлектриков.

Электрическая емкость может меняться либо от соотношения сред с различной диэлектрической проницаемостью, занимающих объем конденсатора, либо от изменения среды, входящей в конденсатор.

Первые представляют собой сложный конденсатор, состоящий из двух параллельно включенных конденсаторов с различной диэлектрической проницаемостью

Статическая характеристика в данном случае линейна.

Вторые представляют собой конденсатор с двухслойным диэлектриком, выполненный в виде двух последовательно включенных конденсатора, эквивалентная емкость которых определяется следующим выражением