Ano ang Capacitive Transducer: Paggawa at Mga Application nito

Enerhiya, hindi natin ito masisira ngunit maaari nating baguhin ang enerhiya mula sa isang anyo patungo sa isa pang form. Sa ilang mga sitwasyon, kailangan nating kumuha ng tulong mula sa isang uri ng enerhiya upang mabago ito sa isa pang form. Kaya't ang proseso ng pag-convert ng enerhiya ay maaaring gawin sa pamamagitan ng paggamit ng Mga transduser '. Mayroong iba't ibang mga uri ng transduser tulad ng mga transduser ng presyon, piezoelectric transducer, ultrasonic transducers, temperatura transducers, capacitive transducers, atbp. Sa artikulong ito, malalaman natin ang tungkol sa kung ano ang capacitive transducer, ang gumaganang prinsipyo nito, circuit diagram, mga uri, at mga aplikasyon, pakinabang, at dehado.

Ano ang isang Capacitive Transducer?

Ang mga transduser ay ikinategorya sa dalawang uri tulad ng mga aktibong transduser at passive transducer. Ang mga aktibong transduser ay isang uri ng transduser na hindi nangangailangan ng anumang uri ng kapangyarihan para sa kanilang operasyon. Samantalang ang passive transducer ay nangangailangan ng panlabas na lakas para sa kanilang operasyon sa proseso ng pag-convert ng enerhiya. Ang mga transduser na ito ay napasailalim sa mga passive transducer.

Ang kahulugan ng capacitive transducer ay upang masukat ang pag-aalis (kung gaano kalayo ang sakop nito), presyon at iba pang maraming mga pisikal na dami, mas gusto ang mga transduser na ito. Sa mga transduser na ito, ang capacitance sa pagitan ng mga plate ay iba-iba dahil sa distansya sa pagitan ng mga plate, overlap ng mga plate, dahil sa dielectric medium pagbabago, atbp.

Prinsipyo sa Paggawa ng Capacitive Transducer

Ang diagram sa itaas ay nagpapahiwatig ng capacitive transducer. Ang nagtatrabaho prinsipyo ng isang capacitive transducer ay variable capacitance. Alinsunod sa istraktura nito, ang mga ito ay nagkakaroon ng dalawang parallel metal pates na pinapanatili ang distansya sa pagitan nila. Sa pagitan nila, ang dielectric medium (tulad ng hangin) ay maaaring mapunan. Kaya, ang distansya sa pagitan ng dalawang metal plate at posisyon ng mga plate ay maaaring baguhin ang capacitance. Kaya, ang variable capacitance ay ang prinsipyo ng mga transduser na ito. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng normal na capacitor at capacitive transducers ay, ang kapasitor ang mga plato ay pare-pareho sa normal mga capacitor kung saan ang mga transduser na ito, ang mga capacitor plate ay ang kondisyon na maaaring ilipat.

capacitive-transducer

Ang kapasidad ng variable capacitor ay maaaring masukat sa pamamagitan ng pamamaraang ito.

Kapasitive-transducer-formula

Sa pormulang ito:

Ipinapahiwatig ng C ang capacitance ng variable capacitance
Ang εo ay nagpapahiwatig ng pagpapahintulot ng libreng puwang
Ipinapahiwatig ng εr ang kaugnay na pagpapahintulot
Ipinapahiwatig ng A ang lugar ng mga plato
Ipinapahiwatig ng D ang distansya sa pagitan ng mga plato

Kaya ayon sa formula, ang variable na halaga ng capacitance ay nakasalalay sa apat na mahalagang mga parameter. Ang mga ito ay ang distansya sa pagitan ng mga plate ng variable capacitor, sumasakop sa lugar ng mga plate, permittivity ng libreng puwang, kamag-anak na permittivity at dielectric material. Ang mga parameter na ito ay maaaring iba-iba ang halaga ng capacitance ng variable capacitor.

• Ang pagbabago sa pare-pareho ng dielectric ay maaaring mag-iba ang capacitance ng transducer na ito.
• Ang lugar ng mga plato ng mga transduser na ito ay maaaring mag-iba ang halaga ng capacitance nito.
• Ang distansya sa pagitan ng mga plato ay maaaring mag-iba ng halaga ng capacitance ng mga transduser. Kadalasang ginagamit ang pamamaraang ito. Sa pamamaraang ito, ang dielectric medium at lugar ng mga plato ay pinananatiling pare-pareho. Kapag ang mga plato ay gumagalaw pagkatapos ang distansya ay iba-iba at nagreresulta ito sa pagbabago ng capacitance ng capacitive transducer.

Ang mga nasa itaas na tatlong pamamaraan ay ginagamit upang mabago ang halaga ng capacitance ng transducer na ito.

Capacitive Circuit Diagram

Ang diagram ng circuit sa itaas ay nagpapahiwatig ng katumbas na diagram ng circuit ng isang capacitive transducer. Ang pagkakaiba sa pagitan ng variable capacitor sa normal na capacitor ay, ang capacitance ng variable capacitor ay iba-iba samantalang sa isang normal na capacitor, ang halaga ng capacitance ay naayos at hindi ito mababago.

capacitive-transducer-circuit-diagram

Mga uri ng Capacitive Transducer

Ayon sa istraktura ng capacitive transducer, ang mga ito ay apat na uri na tinalakay sa ibaba. Sila ay

• Ang parallel plate capacitance na may mga parihabang plate.
• Cylindrical capacitor transducer.
• Semi bilog na parallel plate.
• Pagbabago sa dielectric sa pagitan ng mga parallel plate.

Kapareho ng Parallel Plate na may Parihabang Plato

Tinatawag din itong isang patag na uri ng capacitive transducer. Sa ganitong uri ng transducer, ang isang plato ay naayos at ang iba pang plato ay maaaring ilipat. Sa pamamagitan ng pagkakaiba-iba na ito, ang distansya d o lugar A ay maaaring iba-iba. Nagreresulta ito sa halaga ng capacitance ng transducer na ito.

flat-type-capacitive-transducer

Kung ang lugar A ay nag-iiba at ang halaga ng capacitance C ay magiging kapag ang mga plate ay nagkakaroon ng distansya ng x, pagkatapos

C = ε (A-wx) / d

Cylindrical Capacitive Transducer

cylindrical-capacitive-transducer

Isinasaalang-alang ang haba ng silindro ay dapat na L, pagkatapos ang kapasidad

silindro-capacitive-equation

Semi Circular Capacitive Transducer

Ang uri na ito ay magbibigay ng pinakamataas na halaga ng capacitance kapag ang dalawang capacitive plate ay magkakapatong sa bawat isa. Ang mga ito ay lalong kanais-nais kapag ang circuit ay nangangailangan ng maximum na capacitance.

pabilog-parallel-plate-diagram

Sa ganitong uri capacitive transducer, lugar A = ^r ^ 2/2 at ang kapasidad C = ε πr ^ 2 / 2d

Pagbabago sa Dielectric Medium sa pagitan ng Parallel Plates

Kapag ang dielectric medium ay nag-iiba sa pagitan ng dalawang parallel plate ng transducer na ito, nag-iiba rin ang capacitance ng transducer na ito.

Samakatuwid capacitance C = εo (ε1 * L1 * w + ε2 * L2 * w) / d

Dito - Ipinapahiwatig ng L1 at L2 ang haba ng haba ng ika-1 at ika-2 na plato.

Ipinapahiwatig ng W ang lapad ng plato

Ipinapahiwatig ng D ang distansya sa pagitan ng mga plato

Mga kalamangan

Ang capacitive transducer na kalamangan ay tinalakay sa ibaba. Sila ay

• Ang mga transduser na ito ay nag-aalok ng mataas na impedance sa pag-input. Kaya't ang halaga ng mga epekto ng paglo-load ay magiging napakababa.
• Ang tugon ng dalas ng mga transduser na ito ay lubos na mataas.
• Ang mga transduser na ito ay lubos na sensitibo.
• Ang mga ito ay gumagamit ng mababang lakas upang gumana. Kaya, ang mga transduser na ito ay tinatawag na mga aparato ng mababang pag-ubos ng lakas.
• Maaaring maging posible ang mataas na resolusyon sa pamamagitan ng paggamit ng mga transduser na ito.

Mga Dehado

Mayroong kaunti mga kawalan ng isang capacitive transducer ay nakalista sa ibaba. Sila ay

• Ito ay may isang mataas na impedance ng output. Dahil sa mataas na halaga ng impedance na output, kailangan ng isang kumplikadong circuit upang masukat ang output. At ang output circuit ay kailangang maging malakas upang mapanatili ang mataas na output na napakalawak na halaga.
• Ang mga transduser na ito ay nagpapakita ng mga di-linear na pag-uugali dahil sa mga epekto.
• Ito ay umaasa sa temperatura. Ang panlabas na halaga ng temperatura ay maaaring makaapekto sa halagang ito ng capacitance ng transducer.

Mga Aplikasyon

Ang mga Aplikasyon ng capacitive transducer ay

• Ang transducer na ito ay may malawak na hanay ng mga application sa pagtukoy ng mga dami tulad ng temperatura, pag-aalis, at presyon, atbp. Ang mga aplikasyon ng Capacitive transducer ay nakalista sa ibaba.
• Ang mga transduser na ito ay may mga aplikasyon sa larangan ng linear at angular na pag-aalis na may factor ng pagiging sensitibo.
• Ang isa sa mga pinakamahusay na aplikasyon ng transducer na ito ay upang mahanap ang antas ng halumigmig. Habang binabago ang halagang halumigmig nagbabago rin ang halaga ng capacitance ng transducer na ito. Sa halagang ito, masusukat natin ang pagbabago sa halumigmig.
• Ang variable capacitance pressure transducer ay nalalapat upang makita ang mga pagkakaiba-iba ng presyon sa pamamagitan ng paggamit ng variable capacitance.

Kaya, capacitive mga transduser ay kapaki-pakinabang para sa pag-convert ng isang form ng enerhiya sa isa pang anyo ng enerhiya sa pamamagitan ng pagkuha ng pagbabago sa halaga ng capacitance. Ito ang passive transducers sapagkat nangangailangan ito ng panlabas na lakas upang mapatakbo ang mga ito. At sa tulong ng mga transduser na ito, masusukat natin ang presyon, temperatura, at pag-aalis, atbp.