Электростатические ИП

Электростатические ИП делятся:

· на емкостные;

· пьезоэлектрические.

2.1. Емкостные ИП

В простейшем случае он представляет собой пластины конденсатора, расстояние между которыми d, площадь S пластин – А, диэлектрическая проницаемость вещества, заполняющего промежуток между пластинами . Тогда емкость конденсатора:

Принцип работы преобразователя основан на том, что под действием какого-то процесса (входная величина x) может изменяться величина или А, или d в зависимости от устройства ИП.

На рисунке приведена схема устройства для контроля толщины листа.

В зависимости от толщины листа изменяется общая диэлектрическая проницаемость зазора между пластинами, т.е. изменяются емкость конденсатора и ток в цепи управления процессом.

Для повышения чувствительности применяют дифференциальные схемы включения преобразователей.

До изменения расстояния между пластинами конденсаторов с₁ и с₂ равны, ток в диагонали моста равен нулю, так как соблюдается равенство

При действии внешних факторов внутренние пластины конденсаторов смещаются в одну сторону, при этом если у конденсатора с₁ зазор между пластинами увеличивается, то у конденсатора с₂ – будет уменьшаться, в результате чего чувствительность увеличивается вдвое.

Ось z называют оптической осью кристалла, x – электрическая ось, y – механическая (нейтральная) ось.

Если из кристалла вырезать параллелепипед таким образом, чтобы одна грань была параллельна оси x, другая параллельна оси y, а третья параллельна оси z,то получим пьезоэлемент.

Если приложить силу F₁ вдоль оси x, то на грани bc появится, например отрицательный заряд, а на параллельной грани – положительный, при этом величина заряда не зависит от размера элемента. Это явление называют пьезоэффектом.

– величина заряда, – пьезоэлектрическая постоянная, – сила

Если приложить силу F₂ вдоль оси y, то на гранях также появится заряд, но зависящий от размера элемента:

Если приложить силу F₃ вдоль оптической оси z, то пьезоэффект не проявляется.

Пьезопреобразователь является генераторным преобразователем, входная величина x – сила F, выходная y – количество электричества.

Для увеличения чувствительности измерительных преобразователей используется набор кристаллов.

Поиск по сайту: