Емкостные преобразователи. Конструкции емкостных преобразователей
Конструкции емкостных преобразователей. На рис. 2-29, а показано устройство емкостного преобразователя для измерения уровня. Преобразователь состоит из двух параллельно соединенных конденсаторов: конденсатор C1 образован частью электродов и диэлектриком – жидкостью, уровень которой измеряется; конденсатор С0 – остальной частью электродов и диэлектриком – воздухом.
Емкость преобразователя
С = С1 + С0 = 
,
где l0 – полная длина цилиндра; l – длина, на которую цилиндр заполнен жидкостью; e – диэлектрическая проницаемость жидкости; R1 и R2 – радиусы внешнего и внутреннего цилиндров.
На рис. 2-29, б изображен емкостный зонд для измерения уровня проводящей жидкости. Емкостный зонд был предложен для измерения высоты волн и представляет собой остеклованный электрод 1. Электродом 2 служит проводящая жидкость, которая присоединяется к измерительной цепи при помощи электрода 3.
Емкость
С= 
,
где l – глубина погружения; e – диэлектрическая проницаемость стекла; R1 и R2 – внешний и внутренний радиусы стеклянного покрытия.
Вместо специального электрода может быть использован кусок провода, покрытого изоляцией, не смачиваемой жидкостью.
На рис. 2-29, в показан принцип устройства емкостного преобразователя для измерения толщины ленты из диэлектрика. Испытуемая лента 1 протягивается с помощью роликов 2 между обкладками 3 конденсатора. Если длину зазора между обкладками конденсатора обозначить d, площадь обкладок S, толщину ленты dл и ее диэлектрическую проницаемость eл, то емкость С можно выразить формулой:
.
На рис. 2-29, г показан принцип устройства емкостных преобразователей с переменной площадью пластин, используемых для измерения угла поворота вала. Пластина1, жестко скрепленная с валом, перемещается относительно пластины 2 так, что длина зазора между ними сохраняется неизменной. Достоинством емкостных преобразователей с переменной площадью пластин является возможность соответствующим выбором формы подвижной 1 и неподвижной 2 пластин получить заданную функциональную зависимость между изменением емкости и входным угловым или линейным перемещением. Преобразователи с переменной площадью применяются для измерения перемещений больше 1 мм.
Для измерения малых перемещений (10-6 – 10-3 м) получили применение преобразователи с переменным зазором. Принцип устройства подобного дифференциального преобразователя изображен на рис. 2-29, д. Обкладка 2 закреплена на пружинах и перемещается поступательно под воздействием измеряемой силы F. Обкладки 1 и 3 неподвижны. Емкость между обкладками 2 и 3 увеличивается, а между обкладками 1 и 2 – уменьшается.
Дата добавления: 2015-01-26; просмотров: 1144;