Energi, vi kan ikke ødelægge den, men vi kan ændre energien fra en form til en anden form. I nogle situationer er vi nødt til at tage hjælp fra en form for energi til at ændre den til en anden form. Så energiomdannelsesprocessen kan udføres ved hjælp af “ Transducere ”. Der er forskellige typer transducere som tryktransducere, piezoelektrisk transducere, ultralydstransducere, temperaturtransducere, kapacitive transducere osv. I denne artikel vil vi vide om, hvad der er en kapacitiv transducer, dets funktionsprincip, kredsløbsdiagram, typer og dets anvendelser, fordele og ulemper.

Hvad er en kapacitiv transducer?

Transducere er kategoriseret i to typer, såsom aktive transducere og passive transducere. Aktive transducere er en type transducere, der ikke kræver nogen form for strøm til deres drift. Mens passiv transducer kræver ekstern strøm til deres drift i energiomdannelsesprocessen. Disse transducere er kommet under passive transducere.

Definitionen af den kapacitive transducer er at måle forskydningen (hvor stor afstand den dækker), tryk og andre flere fysiske størrelser. Disse transducere foretrækkes. I disse transducere varieres kapacitansen mellem pladerne på grund af afstanden mellem pladerne, overlapning af plader på grund af dielektrisk mediumændring osv.

Kapacitiv transducers arbejdsprincip

Ovenstående diagram viser den kapacitive transducer. Det funktionsprincip for en kapacitiv transducer er variabel kapacitans. I henhold til dens struktur har disse to parallelle metalpuder, der opretholder afstanden mellem dem. Mellem dem kan dielektrisk medium (såsom luft) fyldes. Så afstanden mellem disse to metalplader og placeringen af pladerne kan ændre kapacitansen. Så variabel kapacitans er princippet for disse transducere. Den grundlæggende forskel mellem de normale kondensatorer og kapacitive transducere er, kondensatoren plader er konstante i normale kondensatorer hvor disse transducere, kondensatorplader er den bevægelige tilstand.

kapacitiv-transducer

Kapacitansen for den variable kondensator kan måles ved hjælp af denne formel.

Kapacitiv-transducer-formel

I denne formel:

C angiver kapacitansen for den variable kapacitans
εo angiver permittiviteten for ledig plads
εr angiver den relative permittivitet
A angiver arealet af pladerne
D angiver afstanden mellem pladerne

“typer af lysafbrydere væg ”

Så ifølge formlen er den variable kapacitansværdi afhængig af fire vigtige parametre. De er afstanden mellem pladerne i den variable kondensator, pladens optagelsesareal, permittiviteten i det frie rum, relativ permittivitet og dielektrisk materiale. Disse parametre kan variere kapacitansværdien af den variable kondensator.

Ændring i dielektrisk konstant kan variere kapacitansen for denne transducer.
Arealet af disse transducers plader kan variere dens kapacitansværdi.
Afstanden mellem pladerne kan variere transducernes kapacitansværdi. Denne metode bruges mest. I denne metode holdes det dielektriske medium og arealet af pladerne konstant. Når pladerne bevæger sig, varieres afstanden, og dette resulterer i ændring af kapacitansen for den kapacitive transducer.

Disse ovennævnte tre metoder bruges til at ændre kapacitansværdien af denne transducer.

Kapacitivt kredsløbsdiagram

Ovenstående kredsløbsdiagram angiver det tilsvarende kredsløbsdiagram for en kapacitiv transducer. Forskellen mellem den variable kondensator og den normale kondensator er, kapacitansen på den variable kondensator varieres, mens kapacitansværdien i en normal kondensator er fast, og den kan ikke ændres.

kapacitiv-transducer-kredsløbsdiagram

Typer af kapacitiv transducer

Ifølge strukturen af den kapacitive transducer er de fire typer, som diskuteres nedenfor. De er

Parallel pladekapacitans med rektangulære plader.
Cylindrisk kondensator transducer.
Halvcirkelformede parallelle plader.
Ændring i dielektrikum mellem parallelle plader.

Parallel pladekapacitans med rektangulære plader

Dette kaldes også en flad type kapacitiv transducer. I denne type transducer er den ene plade fast, og den anden plade kan flyttes. Ved denne variation kan afstanden d eller område A varieres. Dette resulterer i kapacitansværdien af denne transducer.

flad-type-kapacitiv-transducer

Hvis område A varierer, og kapacitansværdien C ville være, når pladerne har afstanden x, så

C = ε (A-bx) / d

Cylindrisk kapacitiv transducer

cylindrisk-kapacitiv-transducer

“test af en kondensator med et digitalt multimeter ”

I betragtning af længden af cylinderen skal være L, så er kapacitansen

cylindrisk-kapacitiv-ligning

Halvcirkulær kapacitiv transducer

Denne type giver den højeste kapacitansværdi, når de to kapacitive plader overlappes hinanden. Disse foretrækkes, når kredsløbet kræver maksimal kapacitans.

cirkel-parallel-plade-diagram

I denne type kapacitiv transducer, område A = πr ^ 2/2 og kapacitansen C = ε πr ^ 2 / 2d

Ændring i dielektrisk medium mellem parallelle plader

Når det dielektriske medium varierer mellem de to parallelle plader i denne transducer, varierer det også transducerens kapacitans.

Derfor kapacitans C = εo (ε1 * L1 * w + ε2 * L2 * w) / d

Her - L1 og L2 angiver længden af 1. og 2. plades længde.

W angiver pladens bredde

D angiver afstanden mellem pladerne

Fordele

Det kapacitive transducerfordele diskuteres nedenfor. De er

Disse transducere tilbyder høj inputimpedans. Så indlæsningseffektværdien vil være for lav.
Disse transducers frekvensrespons er ekstremt høj.
Disse transducere er meget følsomme.
Disse bruger lav strøm til drift. Så disse transducere kaldes enheder med lavt strømforbrug.
Høj opløsning kan være mulig ved hjælp af disse transducere.

Ulemper

Der er nogle få ulemper ved en kapacitiv transducer er angivet nedenfor. De er

Det har en høj outputimpedans. På grund af denne høje outputimpedansværdi er der behov for et kompliceret kredsløb for at måle output. Og outputkredsløbet skal være stærkt for at opretholde denne høje output enorme værdi.
Disse transducere udviser ikke-lineær opførsel på grund af kanteffekter.
Disse er temperaturafhængige. Den eksterne temperaturværdi kan påvirke denne transducerkapacitansværdi.

Ansøgninger

Anvendelserne af den kapacitive transducer er

“en computerprocessor er også kendt som hvilken af følgende ”

Denne transducer har en bred vifte af applikationer til bestemmelse af mængder som temperatur, forskydning og tryk osv. Kapacitive transducerapplikationer er angivet nedenfor.
Disse transducere har anvendelser inden for lineær og vinkelforskydning med følsomhedsfaktoren.
En af de bedste anvendelser af denne transducer er at finde fugtighedsniveauet. Da fugtighedsværdien ændres, ændres også kapacitansværdien for denne transducer. Ved denne værdi kan vi måle ændringen i fugtighed.
Transduceren med variabel kapacitans kan anvendes til at finde trykvariationerne ved hjælp af den variable kapacitans.

Således kapacitiv transducere er nyttige til at konvertere en form for energi til en anden form for energi ved at tage ændringen i kapacitansværdi. Dette er de passive transducere, fordi dette kræver ekstern strøm for at betjene dem. Og ved hjælp af disse transducere kan vi måle tryk, temperatur og forskydning osv.