Mahtuvusandur: aparatuur ja tööpõhimõte. Mahtuvuslik andureid: taotlus

Moodne tööstus ja igapäevaelu inimese inimtegevuse Ka see on võimatu ette kujutada ilma igasuguste elektrooniliste seadmetega. Nad aitavad meid igati, ja mõned tootmise tehete ei õnnestu ilma nendeta. Et need "abilised" peaks sisaldama ka mahtuvusanduritel.

Nn muundurid tehtud parameetriline tüüp. Mõõtmine mahuni selliseid seadmeid läbiviimiseks toimub variatsioone mahtuvuse vahetamisel mõnede oluliste parameetritega. Lihtsamalt öeldes, muutuse prognoosi mahtuvus mõjul mõned välised tegurid.

Tööpõhimõtet mahtuvuslik andur

Seda mahtuvuslik andurid. Tööpõhimõte nad ei ole nii raske, kuid seda mõista, mida pead teadma midagi. Esiteks meenutame põhimõtet määramisel mahtuvus kondensaator. See meede on väljendatud järgmise valemiga:

C = εεₒS / δ.

See väljend on teada, et paljud kooli füüsika muidugi, kuid see ei ole valus, et värskendada oma mälu ja tagasikutsumine, mis tähendab iga muutujad:

• S - pindala kondensaatori plaatidele.
• E - suhteline läbitavus dielektrilise materjali kasutatakse kondensaatori disain.
• εₒ - nagu füüsika tähistamiseks läbitavusega vaba ruumi.
• δ - seega saab määrata või paksust dielektriline plaadiga või vahemaa mitu kihti materjali.

Seega ülaltoodud valemiga et mahtuvuse muutmiseks lihtsalt. Piisab kuidagi mõjuvad plaadi pinna dielektrilisest materjalist, distantsilt plaatide vahele või otse läbilaskvus valmistamiseks kasutatud materjali. Seega valikut eriti väärtus sõltub ainult tööde loetelu, mis seadme disainerid on loonud.

Seega saame isegi teha mahtuvusanduritel kätega, kui konstruktiivset seisukohast on - tavaline korter või silindrilise kondensaator, üks plaat mis pidevalt kogeda kontrollitud liikumise ruumi, mis toob kaasa muutuse mahtuvuse. Tuleb meeles pidada, et eespool valem kehtib ainult siis, kui täiesti unarusse Servaefekt. Me räägime rohkem sellest lõpuosa see artikkel.

Tuleb teada, et sellised elektroonikaseadmete kasutatakse laialdaselt mõõtmiseks nurgeline ja lineaarne nihete objektid, suuruse arvutamisel, rakendatud tööle, niiskus, toimeaine kontsentratsioon ja muud omadused. Seoses struktuuriliste aspektide küsimusega siis nimetatud pallides tehakse tasaparalleelsetele, silindrilised korpused pin elektroodid, voodriga dielektrilisest materjalist, ja isegi ilma selleta.

Siin on, kuidas toimida mahtuvuslik andurid. Tööpõhimõte mõned neist on vaja teada väga täpselt. Selle artikli anname mõned valemid, mis võib olla kasulik teile.

Valemiga kirjeldamiseks tööpõhimõtet teatud tüüpi andureid

Taseme andur koos võimaliku variatsiooni ruudu dielektriliste plaatide võib olla üsna kergesti esitatud, kasutades järgmist valemit:

C = εεₒaH / δ.

"X" antud juhul viitab pikkus kattumine kasutatavad elektroodid. Seega on "a" tähistab laiust plaate kondensaatori. Tuleb märkida, et sellised seadmed on kohaldatud erinevates valdkondades tööstuse, kus neid kasutatakse täpseks mõõtmiseks nurga väärtusi. võimsuse muunduri sellisel juhul leitakse järgmise valemi abil:

C = εεₒ (r₂- Ri) / 2δ * (φₒ-φ).

Et täpselt mõõta tundlikkust, siis tuleks kasutada veidi erinev valem:

K = εεₒ (r₂- Ri) / 2δ.

Vaatame, mida mõeldakse neid muutujaid, mis on osa nendest võrranditest:

• Ri - sisemise raadiuse kondensaatori plaatidel;
• r₂ - välisraadiuse sama plaat;
• φ - mõõta momendil (tegelik) väärtus kattuvaid nurga;
• φₒ - algväärtus kattuva nurk.

Lõpuks selgitab matemaatilise mõiste, mis kirjeldab tööpõhimõte mahtuvuslik mõõtur reguleeritava õhuvahe:

C = εεₒS / (δₒ-X).

Nagu arvata, esmane kliirens δₒ mõista, kirja X on sama palju nihe plaat. Pöörake tähelepanu! Kuna staatiline omadused ei ole rangelt lineaarset, tavaliselt nivoosensorite mida kasutatakse mõõtmiseks väga väike nihe, mis ei ületa kogust 0,1δₒ. Loomulikult on need seadmed on väga nõutud täppisseadmete kus isegi väikesed vead võivad põhjustada üsna tõsiseid probleeme.

Kust neid kasutatakse?

Valdkondades võimalik taotluse on äärmiselt mitmekesised. Seega peaaegu kõiki tööstusharusid saab täita operatsiooni, mida kontrollivad neid seadmeid. Neid kasutatakse tõrjeks täidis erinevate tankide ja nende sisu võib olla vedelas, gaasilises või tahkete (gaasiandurit).

Levimus tööstus- ja normaalse inimese tööstuslik tegevus on suurem, rohkem usaldusväärne ja lihtsam kujundada selliseid seadmeid. Alates nende sümptomite kombinatsioon, nad on nii hea, et neid saab kasutada isegi väga agressiivne tingimused omab naftatankerid.

Lisaks mahtuvusanduritel võib kasutada piirlülitiga konveierliinil või masina tootmise kauplus. See on vajalik ja kõige täpsemat positsioneerimist erinevate mehhanismide.

lähedustajurid

Aga nüüd suur nõudlus lähedustajurid, mis on valmistatud täpselt sama põhimõtet. Vahemikus nende kasutamine on isegi laiem. See on tingitud senti kulu seadmeid, mis võivad töötada peaaegu igat tüüpi tööstuses. Siiski on tüüpiline tööstus, kus seda tüüpi seadmed on kõige populaarsem:

• Kontroll vedelikuga täidetud läbipaistvate anumate valmistatud plastikust või klaasist.
• Sarnast funktsiooni täitmise neid toiduainete tootmine (kaasa arvatud lapsed), kus lõpptoode pakendisse, mis on valmistatud läbipaistvast materjalist. Samal põhimõttel põhinev ja töö pallile mahtuvuslik kütuse andur.
• Jälgimiseks ohtlikke piirkondi, kus võimalik purustatud Rulltraadi.
• Kontrollida sarnaseid kohti, kus vedaja konveierilindi kahjustada.
• Eraldi kontrolli tüüpi toodete (konversioon purgid, pudelid, pakendid).

Pole ime, et need elektroonilised seadmed on kõige tavalisem täppisseadmete elektritootmise ja paljudes teistes tööstusharudes erinevaid andureid.

inclinometers

Seadmed, mis on muutunud levinud ainult suhteliselt viimastel aastatel on väikeste mahtuvuslik inclinometer pakkudes edastamise elektriline väljundsignaali, mille suurus on võrdeline nurgaandur kasutada.

Kõige tavalisem suur valdkonnas kasutada neid seadmeid: platvormi viimine süsteemi määramine paine ja deformatsiooni erinevaid tehnilise toe talad, samuti täpne kontroll tee, raudtee kõrvalekalle staadiumis nende ehitamist.

Lisaks, kasutades selliseid seadmeid kindlaks rulli raske veoautod ja muud sõidukid, liftid ja tööstus ekskavaatorite astme kindlaks nurknihe põllumajandus- ja tööstusmasinate eriti suur.

Väga oluline mahtuvuslik andurid kütuse taset naftatööstuse. Neid kasutatakse isegi supertankers et viia ühes reisi kümneid ja sadu tuhandeid tonne rafineeritud naftatooted. Need seadmed on väga tõhus ka väga rikkalikult kondensaadi tekkimist ja suur tolmu tootmise alal (sama gaasiandurit).

Nad leiavad, et nende kasutamiseks mõõtmistulemustest absoluutse ja suhtelise rõhu taset samuti paksus dielektriline materjal, mis on väga oluline peaaegu kõigis tööstusharudes, kus tõeliselt võimas kondensaatorid kasutatakse.

Peamised eelised mahtuvuslik andurid

Tuleb märkida, et mahtuvusanduritel on palju eeliseid võrreldes sarnaste seadmete, mis on moodustatud mõnevõrra erinevad põhimõtted. Olgem loetleda peamised eelised nende kip:

• Töötlevas tööstuses on nad väga lihtne. Lisaks kõige lihtne ja odav materjale võib kasutada nende tootmiseks. Isegi mahtuvuslik kütuse taseme andurid kasutatud naftatööstuse oluline objektide on äärmiselt tagasihoidlik suurus on madalaima võimaliku elektrienergia kogutarbimine. Kõik need omadused, need erinevad suurepärase taseme tundlikkus, mis on sageli kättesaamatu kallim seadmeid.
• Põhimõtteliselt võib see olla mahtuvusanduritel kätega, kasutades oma baasi enam või vähem usaldusväärsed ja kõrge kvaliteediga tööstus kondensaator.
• Kontaktandmed neil (väga harva kasutanud vooluvõtukollektori), mis on äärmiselt kasulik töö tingimustes väga tolmu- ja niiskust.
• väga pikk kasutusiga, üksuse korduvalt õnnestub "tabamine" nende väheste kuludega. Seega mahtuvusanduritel (mille hind on vahemikus 1200-1700 rubla) on äärmiselt tulus omandamine.
• Liikuvate liikuva seadme osa on vaja teha üllatavalt vähe jõupingutusi.
• Seade on väga lihtne kombineerida peaaegu kõikide kategooriate seadmed, mida kasutatakse üksnes tööstuslikku tegevust.

negatiivseid aspekte

Kahjuks iga mahtuvusanduritel on teatud puudused, mis teatud määral keerulisemaks laialdast kasutamist seda tüüpi seadmed. Me loetlege need täpsemalt:

• teisendustegur (st ülekanne) on suhteliselt madal.
• Väiksus ja lihtsus disain kaasa asjaolu, et nimetatud üsna kõrged nõudmised kvaliteedi katteseadmete.
• Hea mahtuvuslik taseme andur (ja teiste sarnaste mõõtevahendikaubanduses) toimivad tõhusalt ainult sagedusel palju kõrgem kui standard väärtuse 50 Hz.

TOIDUNIPID

Kuid kõik ei ole nii halb. Paljud tootjad püüavad suurepärane varjestus omadused andurid tehes väikesi muudatusi oma struktuuris. Nagu sagedust, on tegelikkuses nad näitavad suurepäraseid tulemusi levinud tööstuslik väärtus 400 Hz.

Oleme juba rääkinud lojaalsus põhilised valem ainult siis, kui ignoreerides serva mõju. Aga see on kasulik teada, et see võib tõesti olla negatiivne mõju ainult juhul, kui vahemaa dielektriline plaadid on võrreldav oma suurusest. Lisaks negatiivset mõju saab suuresti neutraliseerida lihtsalt kasutades valvur ring. Sel juhul mõju ületav mõju ei saa üle kanda kaugemale kasutatud plaadid.

Taas märgime, et sama rõhu andurid iseloomustab tähelepanuväärne lihtsus, mis võimaldab teil luua imeliselt stabiilne, vastupidav ja odav struktuuri. Kui teil valida õige geomeetrilised mõõtmed kasutada dielektriline kasutatakse tootmise selline kondensaator materjali ei eriti mures.

Seega õigesti tõuseb metallist stamp valmistamiseks anduri korpuse, on praktiliselt tähtsusetu isegi tugeva temperatuuri kõikumised, mis võiks kaasa tuua muutuse mahtuvus seadme ja selle ebapiisav näidud. Muidugi, see ei muuda olematuks vajadust täita põhjalik isoleeritud rõhuandurid ja muud sellised näitajad agressiivne keskkonnategurid. Vaatamata oma lihtsuse, kõrge niiskuse ja kõrgenenud kiirgust võib negatiivselt mõjutada seadme töökindlust.

klassifikatsiooni andurid

Tööstusprotsessides kasutatavatel nende tootmiseks võimaldab teil jagada kõigi andurite toodetud kahte suurde rühma: odnoemkostnye ja dvuhemkostnye. Neid viimast tüüpi jaguneb erinevus ja poludifferentsialnye. Vaatleme neid lähemalt.

Odnoemkostny seade. Sel juhul mahtuvuslik anduriliin väga lihtne, kuna nende peamine osa on kõige levinum kondensaatori mahtuvus. Kahjuks isegi veidi kõrgendatud niiskuse ja temperatuuri on täpsust tähiste väga tuntav mõju. Selle tõttu on erinevate sensorite sageli rike. Et neutraliseerida suurusjärku selliseid vigu, on vaja kasutada liigendatud struktuuri.

Dvuhemkostny andur. Tegelikult, see on lihtsalt selline diferentseeritud struktuur. See on sageli võimalik täita mahtuvuslik andur on valmistatud sellise skeemi. Need seadmed on tarnitud peamisi puudusi eelmise mudeli, kuid on oma nõrkused. Kõige suurem probleem on vaja kasutada kahte või kolme varjestatud juhtmed vahel seade ise ja pinna, sest ainult sel viisil on võimalik pärssida nn Parasiitmahtuvus.

Kuid üsna keerukas kava mahtuvuslik andurid Sel juhul on lihtne ignoreerida, sest vastutasuks saad väga täpne ja tundlik seade.

ehitamise andurid eripära

Paljudel juhtudel (alates disaini vaatenurgast) loomist selliste seadmete problemaatiline. See kehtib eriti juhul, kui soovite luua andur muutuva tasemega võimsust. Kuid kogemus näitab, et paljud probleemid on lahendatud peaaegu täiesti täpne kalibreerimine ja suure jõudlusega materjalide tootmises. Enamasti need tootjate raskusi dvuhemkostnyh andurid.

Üldiselt spetsiifilisust sedalaadi mõõteseadmete on see, et neid saab esindatud dimensioonita suhe kahe füüsikaliste suuruste (konteineritele), millel on täpne väljendus ja tähendus. Nii et neid saab ohutult nimetatakse "sondid suhe." Eelis nende seadmete (neist suur pluss!), Et nad üldiselt ei ole oma disaini mõned standard meetmed, et jahutada suurendab usaldusväärsust tõesti äärmuslikes olukordades ja tingimustes.

Iseloomustamine lineaarne kodeerijaid

Kõik mitte-elektriliste parameetrite, mis on sageli vaja kontrollida tööstuslikus keskkonnas on äärmiselt mitmekesine ja mitmekülgne. Märkimisväärne osa meetmetest, mis on rangelt kontrollida, teha nurga ja lineaarne liikumine isegi erinevaid pindu ruumi. Kui kasutate kondensaator, mis on täiesti ühtne elektrivälja lõhe, see ei ole nii raske teha elektrooniliste andurite kahe järgmist tüüpi:

• Milles elektroodide pinnast on muutuv.
• Need, kes on muutuja elektroodide vahe.

On lihtne mõista, et esimene tüüp on kõige sobivam, millega tõesti suur liikumine, kasutades teise sordi võib märgata isegi mõned keha liikumist ruumis, mille väärtus on võrdne ainult paar mikronit!

Andurid määramiseks nurganihkega

Üldiselt ja eesmärgilt, nad peaaegu täielikult identsed eelmises kontakt tüüp. Sarnasus avaldub selles, et andurid on elektroodid muutuja ala tuleks kasutada ka suuremate mõõtmetega ja muudetava kaugus elektroodide vahel ise - väike. Tavaliselt on sellised seadmed on valmistatud mitme läbilõige koos võimalusega muutuvate ala kondensaatori plaatidele.

Selle saavutamiseks esimese elektroodiga kinnitatud liikuva võlli pöörlemise mida ta muudab oma asendit teise piirkonna vahetamine, mis annab kattumisest dielektriline plaatidel kondensaatorit. Loomulikult, kui ta salvestas muutus mahtuvus.

järeldused

Nii arutasime põhiomadusi tasandil vahendi, õppinud nende kasutusalade umbes kujunduslikud omadused põhimõtte tegevust ja võimalikke tehnilisi lahendusi. Nagu te mõistate tootest, levimus mahtuvuslik andurid ja nende äärmiselt suure populaarsuse aluseks on väga atraktiivne hind selliste seadmete ja pikk kasutusiga isegi rasketes keskkonnatingimustes.

Kõik see on võimalik tänu sellele, et alates konstruktiivse seisukohast, kõik need arvestid on ainult standard kondensaatorid, mis iseloomustab mõnevõrra ebatavaline viis nende kohaldamist. Siiski saate ja uuri ise, taas vaadates matemaatilisi valemeid, mis kajastavad üldjoontes põhimõtteid kip tööd.