мкостные преобразователи

Ёмкостные преобразователи представляют собой плоские или ци-

линдрические конденсаторы, ёмкость которых изменяется под воздейст-

вием неэлектрической величины.

Для плоского конденсатора емкость определяется по формуле:

где ε– абсолютная диэлектрическая проницаемость среды между

обкладками конденсатора;

S – площадь обкладок конденсатора;

δ – расстояние между обкладками;

l – длина активной части электродов цилиндрического конденсатора;

d1, d2 – радиусы внутреннего и внешнего электродов цилиндрического

конденсатора.

Емкостные преобразователи используются при измерении различ-

ных неэлектрических величин, функционально связанных с любым из

изменяющихся параметров конденсатора (δ, S, ε

а, l).

Рассмотрим несколько примеров применения емкостных преобразо-

вателей.

Ёмкостный преобразователь для измерения уровня жидкости,

изображенный на рис. 2.13, выполняется в виде полого цилиндра со

стержнем внутри, изолированным от стенок цилиндра. Стержень и стен-

ки цилиндра образуют обкладки конденсатора. При частичном заполне-

нии цилиндра водой его можно рассматривать как воздушно-водяной

конденсатор, общая емкость которого равна

0 1 C = C + C,

где С0 – емкость воздушной части конденсатора;

С1 – емкость водяной части конденсатора.

Емкость преобразователя является функцией высоты (уровня) столба

жидкости, заполняющей конденсатор:

C = f (l)

Включив выводы преобразователя в мостовую схему, можно измерить

ёмкость С и, следовательно, отградуировать указатель в единицах уровня

или объема жидкости в резервуаре, куда установлен преобразователь.

Помимо ёмкостных приборов мостового типа широкое применение

находят и резонансные приборы. В них электрическая емкость включает-

ся параллельно с индуктивностью, образуя резонансный контур, который

питается от высокочастотного генератора. Контур настроен на резонанс

питающей частоты генератора при начальной емкости датчика, соответ-

ствующей наличию или отсутствию измеряемой среды на заданном

уровне. С изменением уровня изменяется емкость датчика, что приводит

к изменению частоты контура и нарушению условия резонанса, т. е. к

срыву резонанса. При резонансе сопротивление контура минимальное,

при срыве резонанса сопротивление контура резко увеличивается. На

принципе изменения сопротивления контура при изменении контроли-

руемого уровня построена электронная схема малогабаритного сигнали-

затора уровня МЭСУ, изображенного на рис. 2.13.

Силовой блок (рис. 2.15, а) состоит из трансформатора Тр1, предна-

значенного для питания электронного блока, и вентиля Д1, собранного

по однополупериодной схеме выпрямления для питания анодной цепи

лампы Л1. В анодную цепь лампы включено электромеханическое реле

P1 типа МКУ-48. Электронный блок (рис.2.15, б) включает в себя генера-

тор высокой частоты и емкостный датчик, представляющий собой элек-

трод, покрытый изоляционным материалом – фторопластом. Если уро-

вень ниже заданного предела, то ёмкость датчика меньше критической и

прибор генерирует высокочастотные колебания. При этом ток в анодной

цепи лампы и реле минимальный. При достижении средой заданного

контролируемого уровня резко изменяется ёмкость датчика, возрастает

ток в катушке реле P1, который переключает свои контакты в цепи сиг-

нализации. Прибор настраивают на рабочем резервуаре, при этом оцен-

а б

кой правильной работы является зажигание сигнальной лампы при при-

косновении датчика с контролируемой средой. Ёмкость С3 является под-

строечной ёмкостью контура (рис. 2.15, в).

С помощью таких приборов можно осуществлять световую и звуко-

вую сигнализации контролируемых уровней, а также поддерживать по-

стоянный уровень среды автоматической подпиткой резервуара рабочей

жидкостью. Достоинствами ёмкостных преобразователей являются про-

стота устройства, высокая чувствительность и малая инерционность. К

недостаткам можно отнести малую выходную мощность, необходимость

использования источников питания повышенной частоты.

Поиск по сайту: