Преобразователи электростатические

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 23:03, 17 ноября 2016.


Электростатический преобразователь представляет собой два или несколько тел, между которыми действует электрическое поле.

Общие положения

Действие электростатических преобразователей основано на изменении силы притяжения обкладок конденсатора при изменении напряжения на нем и на изменении положения обкладок конденсатора относительно друг друга под действием, например, акустических волн.[1]

Простейшим преобразователем этой системы является электрический конденсатор, одна пластина которого подвижная, другая закреплена неподвижно. Коэффициент преобразования определяется соотношением:

где - напряжение приложенное к пластинам,
- площадь пластин,
- зазор между пластинами,
- механическое сопротивление системы,
- частота воздействующего поля.

Примеры преобразователей

Для получения эффекта преобразования на пластины необходимо подать напряжение. Примерами устройств действующих по этой системе являются пластины различных реле (если провода от них выходят за пределы контролируемой зоны), монтажные провода или электрические детали плат, расположенные вблизи металлического корпуса технического средства.

Уменьшить коэффициент преобразования (и, соответственно величину опасного сигнала) возможно при уменьшении площади пластины конденсатора или увеличении механического сопротивления системы с помощью заливки (проводников, плат, схем и т.п.).

Области применения

Электростатические преобразователи могут быть использованы при измерении различных неэлектрических величин по четырем направлениям: измеряемая неэлектрическая величина может быть функционально связана либо с , либо с , либо с , либо с диэлектрическими потерями конденсатора. В последних двух случаях емкостные преобразователи можно применять для анализа состава вещества. При этом естественной входной величиной преобразователя будет состав вещества, заполняющего пространство между пластинами. Особенно широко емкостные преобразователи этого типа применяются при измерении влажности твердых и жидких тел.

В подавляющем же большинстве случаев практического использования емкостных преобразователей их естественной входной величиной является геометрическое перемещение электродов относительно друг друга.

Они используются в качестве уровнемеров, толщиномеров; для измерения влажности материалов; в качестве динамометров – приборов для измерения давлений сил; для измерения кручения вала; измерения вибраций, ускорений и т. д.

Электростатические преобразователи с изменяющейся емкостью используются в различных датчиках прямого преобразования, а также как преобразователи неравновесия в датчиках уравновешивания.

Область применения емкостных преобразователей весьма разнообразна, однако наиболее широко они используются для измерения малых перемещений и величин, легко преобразуемых в перемещение, например давлений.

При современной технологии изготовления датчиков начальный зазор может быть доведен до мкм и порог чувствительности по перемещению оценивается значениями порядка м. Все это приводит к тому, что в настоящее время в качестве наиболее высокочувствительных преобразователей в научных исследованиях используются емкостные преобразователи. Наблюдается также тенденция к применению емкостных преобразователей для всех измерений, проводимых в области сверхнизких температур.[2]

См. также

  • http://www.f-mx.ru/kommunikacii_svyaz_cifrovye_pribory_i/akustoelektricheskie_preobrazovatelia.html
  • http://www.studmed.ru/docs/document1420?view=4