Разделы сайта

Расчет емкостного датчика давления

Выбираем конструкцию емкостного датчика давления с деформируемой диафрагмой (мембраной). Датчики давления мембранного типа конструируются таким образом, что подвижная мембрана является средним электродом дифференциального емкостного преобразователя. Изменения электрической емкости будет происходить при изменении расстояния между электродами.

Параметры для расчета конструкции емкостного датчика давления приведены в таблице 4.

Таблица 1 - Параметры емкостного датчика давления

Диапазон изменения измеряемого давления, кПа	Данные для емкостного датчика давления
	Д,
0-500	0,08	8	0,16

Площадь электродов определяется формулой:

(64)

где - радиус электрода.

Номинальная емкость конденсатора, образованная мембраной и неподвижным электродом 3 или 4 при , равна:

(65)

где - диэлектрическая постоянная воздуха, равная ;

- площадь электродов;

- начальный зазор между мембраной и электродом.

Если и выражены в сантиметрах, то:

(66)

Условные обозначения:

- мембрана;

- изолятор;

,4 - электроды;

- радиус периферии мембраны;

- радиус электрода;

- радиус мембраны;

- разность давлений, действующих на мембрану;

- начальный зазор между электродом и мембраной;

- прогиб в центре мембраны;

Рисункок 9 - Схема расположения катушки на сердечнике преобразователя

Чувствительность емкостного датчика по перемещению подвижного электрода:

(67)

Увеличение чувствительности достигается уменьшением начального зазора между электродами и увеличением размеров датчика. Как видно из рисунка, под действием измеряемого давления мембрана получает переменный прогиб. Наибольшее перемещение имеет центр мембраны, а наименьшее - периферия мембраны. Уравнение, выражающее зависимость хода центра мембраны под действием равномерного нагружения избыточным давлением имеет вид:

(68)

где - модуль Юнга;

- коэффициент Пуассона;

- толщина мембраны, см.

Условные обозначения:

- неподвижный электрод;

- диафрагма;

- держатель.

Рисунок 10 - Прогиб мембраны

Для мембраны из стали: =0,3 , =4.2·106 .

Перейти на страницу: 1 2 3

Самое читаемое:

Генератор управляющих импульсов
генератор импульс ток напряжение 1. Импульсная техника, как самостоятельная отрасль знаний, была вызвана к жизни бурным развитием радиотехники, разработкой импульсных методов исследований, широким внедрением в производстве автоматизации. Трудно указать область техники, где не использовались бы импульсные процессы. Они играют сущ ...