Практикум по метрологии, стандартизации и сертификации: Учебное пособие /А. А климов, А. С. Тюриков/ Красноярск, 2008. 149 с

Емкостные преобразователи - это устройства, содержащие не менее двух поверхностей, между которыми действует электрическое поле, создаваемое приложенным напряжением (рис.16.9).


Емкостные преобразователи

а)-с изменяющимся расстоянием между пластинами;

б)-дифференциальный;
в)- дифференциальный с переменной активной площадью пластин;
г)-с изменяющейся диэлектрической проницаемостью среды .

рис.16.9

Основным элементом в этих преобразователях является конденсатор переменной емкости, изме­няемой в зависимости от площади электродов, диэлектрической про­ницаемости среды и расстояния между электродами.
Преобразователь на рис.16.9, а представляет собой конденсатор, одна пластина которого перемещается под действием измеряемой величины х относительно неподвижной пластины. Статическая характеристика такого преобразователя нелинейная. Чувствительность преобразователя возрастает с уменьшением зазора. Их используют главным образом для измерения малых перемещений (менее 1 мм).
Используют также дифференциальный преобразователь (рис.16.9,б) у которого имеется одна подвижная и две неподвижные пластины. При воздействии измеряемой величины х у этих преобразователей одновременно изменяются две емкости С₁ и С₂, что повышает их чувствительность.
На рис. 16.9,в показан дифференциальный емкостной преобразователь с переменной активной площадью пластин. Такой преобразователь используют для измерения сравнительно больших линейных (более 1мм) и угловых перемещений.
Преобразователи показанные на рис. 16.9,г используют для измерения уровня жидкости , влажности веществ, толщины изделий из диэлектриков и т.п.
Для измерения выходного параметра емкостных преобразователей применяют мостовые цепи и цепи с использованием резонансных контуров, что позволяет создавать приборы с высокой чувствительностью.
Емкостные преобразователи питают током высокой частоты (десятки мегагерц). Это вызвано желанием увеличить сигнал, попадающий в измерительный прибор, и необходимостью уменьшить шунтирующее действие сопротивления изоляции.
Достоинствами емкостных преобразователей являются простота устройства, высокая чувствительность и возможность получения малой инерционности.
К недостаткам следует отнести влияние внешних электрических полей, паразитных емкостей, температуры, влажности, относительная сложность включения и необходимость в источниках питания повышенной частоты.