Методы измерения изменения ёмкости

Конденсаторы с переменным зазором между обкладками

Подразделяются на одиночный и двойной дифференциальный конденсатор.

Для одиночного конденсатора:

D₀ – расстояние между пластинами.

d – перемещение пластины.

– абсолютная чувствительность к емкости.

– абсолютная чувствительность импеданса.

Чувствительность данного конденсатора выше, чем у конденсатора с переменной площадью пластин.

Для двойного плоского дифференциального конденсатора

,

,

Если и включены по дифференциальной схеме, то

,

.

, т. е. зависимость линейна.

1. Мостовая схема с двойным дифференциальным конденсатором

Напряжение разбаланса на выходе моста определяется:

.

Если можно пренебречь краевым эффектом и паразитными емкостями, то выходная характеристика будет линейной.

2. Схема с операционным усилителем

Один из конденсаторов С1 или С2 является емкостью датчика

,

где

,

.

Если , а , тогда

.

Схема линейна по перемещению в следующих случаях:

1. С1 – конденсатор с переменной площадью поверхности, а С2 = const.

2. С1 = const, С2 – конденсатор с переменным зазором.

Недостатки датчиков:

Малая относительная чувствительность, ограничиваемая влиянием э/м наводок и паразитных ёмкостей, поэтому область применения ограничена и служит для измерения больших геометрических размеров, больших линейных и угловых перемещений и измерения диэлектрической проницаемости материалов.

В связи с этим датчики требуют усовершенствования и специальной конструкции.