Емкостные преобразователи - раздел Образование, Основы проектирования
Емкостный Преобразователь Представляет Собой Конденсатор, Емк...
Емкостный преобразователь представляет собой конденсатор, емкость которого изменяется под действием измеряемой неэлектрической величины. В качестве емкостного преобразователя широко используют плоский конденсатор, емкость которого можно выразить формулой: , где - диэлектрическая постоянная воздуха (); - относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками конденсатора; - площадь обкладки; - расстояние между обкладками.
Так как измеряемая неэлектрическая величина может быть функционально связана с любым из этих параметров, то устройство емкостных преобразователей может быть самым различным в зависимости от области применения.
Толщиномер.На рис. представлен принцип действия емкостного толщиномера, измеряющего толщину ленты 2 из диэлектрика (например, резины).
Лента протягивается между обкладками 1 конденсатора, и в зависимости от ее толщины изменяется диэлектрическая проницаемость межэлектродного пространства. Если обозначить длину зазора между обкладками конденсатора через , толщину ленты диэлектрика , а диэлектрическую проницаемость ленты через , то емкость можно выразить формулой:
Измерители силы и перемещений.При измерении механической силы или перемещения используют зависимость емкости от расстояния между обкладками 1и 2 преобразователя.
Зазор изменяется в зависимости от величины измеряемого усилия или перемещения.
Схемы с дифференциальным преобразователем имеют большую чувствительность и точность. Обкладка 2закреплена на пружинах и перемещается параллельно самой себе под воздействием измеряемой силы Р. Обкладки 1и 3 неподвижны. Емкость между обкладками 2 и 3увеличивается, а между обкладками 7 и 2 уменьшается.
Емкостные преобразователи для измерения малых перемещений (порядка
10-6... 10-3 м) отличаются высокой чувствительностью, линейностью, малыми погрешностями и одновременно простотой конструкции и легкостью подвижной части, что в ряде случаев делает их незаменимыми.
Измерительные цепи с емкостными преобразователями.В большинстве случаев емкостные преобразователи включаются в мостовые цепи переменного тока. Для повышения точности и чувствительности емкостный преобразователь делается дифференциальным и включается в соседние плечи моста.
Для того чтобы реализовать преимущества емкостных преобразователей, необходимо выполнить ряд требований к измерительной цепи. Емкостные преобразователи, как правило, имеют малую емкость (десятки-сотни пикофарад) и поэтому при промышленной частоте обладают весьма малой мощностью: .
Сопротивление емкостного преобразователя очень велико: , поэтому требования к изоляции измерительной цепи и измерителя должны быть очень высокими. Если сопротивление преобразователя сравнимо с сопротивлением изоляции цепи измерителя, то токи утечки будут сравнимы с током в преобразователе. Поэтому емкостные преобразователи часто применяют в цепях повышенной частоты, что сильно увеличивает его мощность и уменьшает сопротивление.
Во избежание наводок все подводящие провода необходимо тщательно экранировать, а точки заземления экранов выбрать так, чтобы в цепи не было элементов, шунтирующих рабочие емкости.
Напряжение питания преобразователя должно быть ограничено из-за опасности пробоя воздушного промежутка. Обычно допускаемое напряжение составляет 700 В/мм. Напряжение можно увеличить, если поместить между обкладками конденсатора тонкую слюдяную пластинку, так как слюда имеет пробивное напряжение около 103 кВ/мм. Наличие такой пластинки способствует получению более линейной зависимости выходного напряжения от усилия или изменения зазора U=f(∆δ).
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Уфимский государственный авиационный технический университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Емкостные преобразователи
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Этапы проектирования.
- составная часть любого из стадий проектирования, сводящуюся к выполнению проектных операций и процедур, относящихся к 1 аспекту или иерархическому уровню. Проектная процедура – формализова
Этапы проектирования.
- составная часть любого из стадий проектирования, сводящуюся к выполнению проектных операций и процедур, относящихся к 1 аспекту или иерархическому уровню. Проектная процедура – формализова
Цифровые преобразователи и приборы
В настоящее время широко применяются цифровые измерительные преобразователи (ЦИП), имеющие ряд преимуществ перед аналоговыми электроизмерительными приборами.
В отличие от аналоговых прибор
Структуры и алгоритмы функционирования измерительных систем
Измерительные системы предназначены для получения и выдачи измерительной информации о состоянии объекта, которое представляется физическими величинами (масса, геометрические размеры, линейные и угл
Многоточечные измерительные системы.
Для объектов, состояния которых представляются однотипными физическими величинами, например, деформация, возникающая на различных участках механизмов при воздействии на него статической нагрузки, в
Мультиплицированные измерительные системы.
В случае представления состояния объекта однотипными физическими величинами целесообразно получение и выдача измерительной информации, осуществляемые с помощью мультиплицированных ИС.
В по
Сканирующие измерительные системы.
Сканирующие измерительные системы предназначены для получения измерительной информации о состоянии поля физических величин.
Восприятие состояния поля осуществляется сканирующим (системным)
Системы автоматического контроля
При контроле устанавливается степень соответствия между состоянием объекта контроля и заданной нормой.
Контроль, при котором описания норм заданы в количественном виде с по
Датчик как цепь измерительных преобразователей
Одним из основных положений современной теории измерительных устройств является положение об измерительном преобразовании. В соответствии с ним измерение рассматривается как процесс приема и преобр
Фотоэлектрические преобразователи
Фотоэлектрическими называются такие преобразователи, у которых выходной сигнал изменяется в зависимости от светового потока, падающего на преобразователь. Фотоэлектрические преобразователи
Индуктивные преобразователи
Индуктивным называют такой преобразователь, который преобразует значение измеряемой (механической) величины в значение индуктивности. Он представляет собой катушку индуктив
Магнитоупругие преобразователи
Магнитоупругие преобразователи являются разновидностью электромагнитных преобразователей. Они основаны на явлении изменения магнитной проницаемости μ ферромагнитных тел в зависимости от возник
Нормирующие преобразователи
На сегодняшний день одной из основных задач, решаемых электронными устройствами, является измерение различных физических величин. Основа любого электронного измерительного устройств
Измерительные преобразователи компенсационного типа
Отдельные звенья структурной схемы рис.1.1а могут представлять собой более простые ИП. С целью повышения точности некоторые из них охватывают ООС, т.е. выполняют по компенсационной схеме. Такие ИП
Измерительные преобразователи переменного тока
Широкое применение в цифровых измерительных приборах нашли методы измерения переменного тока и напряжения, основанные на линейном преобразовании среднего значения измеряемого сигнала в напряжение п
Способы вывода кодированной
информации на цифровые индикаторы.
Индикатор является составным элементом. С его помощью осуществляется передача информации от прибора или системы к операт
Электролюминесцентные индикаторы
В электролюминесцентных индикаторах используется явление свечения при возбуждении его электрическим полем. Электролюминесцентные индикаторы состоят из 2 электродов, образующих плоский конденсатор м
Жидкокристаллические индикаторы.
Индикаторный элемент на жидком кристалле ( ЖК индикатор) состоит из 2 стеклянных пластин, имеющих на внутренних сторонах прозрачное поводящее покрытие, например из окиси олова. Полость между стекля
Полупроводниковые индикаторы.
Полупроводниковые индикаторы основаны на свойстве арсенид-фосфид-галлиевых диодов излучать свет при пропускании через них тока. Полупроводниковые индикаторы на светоизлучающих диодах (СИД) имеют не
Накопители информации
Накопитель информации — устройство записи, воспроизведения и хранения информации, а носитель информации — это предмет, на который производится запись информации (диск, лента, твердотельный носитель
Накопители на гибких дисках
Конструктивно дисковод состоит из механических и электронных узлов: рабочего двигателя, рабочей головки, шагового двигателя и управляющей электроники.
Рабочий двигатель
Накопители на жестких магнитных дисках
По сравнению с дискетами HDD обладают такими преимуществами: значительно большая емкость, (чтобы сохранить данные объемом 420 Мбайт, требуется один НDD или около 290 дискет 3.5"
Приводы СD-RОМ
СD-RОМ — компакт-диск (СD), предназначенный для хранения в цифровом виде предварительно записанной на него информации и считывания ее с помощью специального устройства, называемого СD-RОМ – driver,
Накопители на магнитной ленте
Накопители на магнитной ленте применяются в системах резервного копирования. Резервное копирование данных необходимо, если емкость используемого накопителя на жестких дисках невелик
Показатели качества приборов и систем
В процессе проектирования возникает потребность оценивать совершенство и эффективность приборов обобщенными показателями, сравнивать их с подобными показателями ранее разработанных конструкций, чет
Системный подход, как основа проектирования
Под проектированием – как известно – понимают комплекс работ по изысканиям, исследованиям, расчетам и конструированию, имеющих целью получения всей необходимой документации для созд
Выбор интерфейсов измерительных систем
Современное проектирование автоматических средств измерений и контроля широко использует системный подход, при котором любое достаточно сложное средство измерений (прибор, система) представляется к
Проектирование программного обеспечения измерительных систем
Без соответствующего программного обеспечения современные измерительные и другие системы, включающие ЭВМ или средства микропроцессорной техники работать не могут.
Существуют жесткие ограни
Сертификация приборов и систем
Сертификация – форма осуществления органом по сертификации подтверждения соответствия объектов требованиям технических регламентов, положениям стандартов и условиям договоров.
Система серт
Физические величины и поля. Принципы
их преобразования.
Физическая величина – особенность, свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояни
Коды, используемые в ЦАП и АЦП.
В ЦАП и АЦП используют те же коды, что и в цифровых вычислительных машинах ЦВМ, поскольку они совместно работают в различных системах переработки информации. В основном это разновидности двоичного
Основные параметры ЦАП и АЦП.
ЦАП и АЦП являются сложными электронными устройствами с широкой областью применения, что требует большого числа параметров, необходимых для описания преобразователей и их возможностей.
Хар
АЦП импульсного преобразования.
Метод последовательного преобразования реализуется и в АЦП время – импульсного преобразования (АЦП с генератором линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН)). Принцип действия рассматриваемого АЦП осно
, где 
- диэлектрическая постоянная воздуха (
); 
- относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками конденсатора; 
- площадь обкладки; 
- расстояние между обкладками.
, а диэлектрическую проницаемость ленты через 
, то емкость можно выразить формулой: 
.
, поэтому требования к изоляции измерительной цепи и измерителя должны быть очень высокими. Если сопротивление преобразователя сравнимо с сопротивлением изоляции цепи измерителя, то токи утечки будут сравнимы с током в преобразователе. Поэтому емкостные преобразователи часто применяют в цепях повышенной частоты, что сильно увеличивает его мощность и уменьшает сопротивление.
Новости и инфо для студентов