- •Електричні та магнітні
- •Вступ
- •Вступ
- •Визначення
- •Визначення (продовження)
- •Стратегія вимірювання
- •Електричне поле – ємнісні сенсори та актюатори
- •Ємність (продовження)
- •Конденсатор
- •Конденсатор (продовження)
- •Діелектрична провідність діелектриків
- •Конденсатор (продовження).
- •Конденсатор (продовження).
- •Конденсатор - приклад
- •Ємнісні позиційні сенсори
- •Ємнісні позиційні сенсори
- •Ємнісні позиційні сенсори
- •Позиційні сенсори з закріпленим провідником
- •Рух діелектрика
- •Рух всього конденсатора
- •Сенсори зазору
- •Структура сенсора зазору
- •Сенсори зазору - продовження
- •Позиційний сенсор
- •Позиційний сенсор
- •Інші позиційні сенсори та сенсори зазору та переміщення:
- •Поворотний сенсор
- •Різні модифікації сенсорів лінійних переміщень
- •Комерційні ємнісні сенсори
- •Ємнісні сенсори рівня
- •Сенсор рівня рідини з спільною віссю
- •Сенсор рівня рідини з спільною віссю
- •Сенсор рівня рідини з спільною віссю
- •Ємнісні сенсори - зауваження
- •Ємнісні актюатори
- •Ємнісні актюатори
- •Ємнісні актюатори
- •Основи ємнісних актюаторів
- •Кутові ємнісні актюатори
- •Електростатичні актюатори
- •Магнітні сенсори та актюатори
- •Магнетизм - теорія
- •Еквівалентність між постійним магнітом та котушкою
- •Магнетизм - теорія
- •Магнетизм - теорія
- •Магнетизм - теорія
- •Магнетизм - теорія
- •Проникність діамагнетиків та парамагнетиків
- •Проникність феромагнетиків
- •Магнетизм - визначення
- •Легко магнітні матеріали –
- •Тяжко магнітні матеріали –
- •Крива магнетизації та проникність феромагнетиків
- •Струм, поле та потік
- •Відношення між струмом та магнітним полем
- •Магнітний потік
- •Сила в магнітному полі
- •Відношення між зарядом, струмом та силою в магнітному полі
- •Сила і струм
- •Сила і струм
- •Індуктивні сенсори
- •Індуктивність
- •Індуктивність
- •Само- та взаємо-індуктивність
- •Індуктори та трансформатори
- •Трансформатор
- •Трансформатор
- •Трансформатор
- •Індуктивні сенсори - головне
- •Індуктивні сенсори зазору
- •Вимірювання позиції та зазору
- •Індуктивність – додаткова інформація
- •Індуктивні сенсори - практичність
- •Індуктивні сенсори - структура
- •Близькі сенсори з відносною котушкою
- •Закрите магнітне поле
- •Вихрові сенсори струму
- •Вихрові сенсори струму
- •Вихрові сенсори струму
- •Вихрові сенсори струму
- •Висота проникнення
- •Сенсори зазору - зауваження
- •Індуктивні сенсори
- •Вихрові сенсори струму для NDT
- •Вихрові сенсори струму для NDT
- •Вимірювання позиції та
- •Магнітний опір
- •Сенсори з рухомим ядром
- •Сенсор змінного опору (індуктивності) - LVDT
- •LVDT
- •Принцип LVDT
- •Структура та еквівалентність кіл в LVDT
- •LVDT - властивості
- •LVDT - властивості
- •LVDT - властивості
- •RVDT – Обертовий змінний диференціальний трансформатор
- •RVDT
- •Графік RVDT
Ємнісні сенсори рівня
рідини
Рівень рідини:
Може бути виміряним будь-яким позиційним сенсором або сенсором зазору.
Позиція поверхні рідини вимірюється напряму
Або за допомогою поплавка, який змінює ємність лінійного конденсатора або поворотного
конденсатора.
Існують інші методи, які також є лінійними і можуть мати великий діапазон вимірювання.
Сенсор рівня рідини з спільною віссю
Сенсор рівня рідини з спільною віссю
Зроблений з двох концентричних циліндрів ємністю C0.
Ємність конденсатора
довжиною L, внутрішнім
радіусом a і зовнішнім
радіусом b: |
C0 |
= ln(b/a) |
|
F |
|
|
|
|
2 0L |
|
|
|
|
|
|
|
|
Якщо рідина наповнює конденсатор до висоти h, ємність: 
Сенсор рівня рідини з спільною віссю
Ємність є лінійною, якщо h є в межах від 0 до L.
Вимірювання рівня рідини може проводити в будь-якому електро непровідному середовищі.
Ємнісні сенсори - зауваження
Прості та міцні сенсори
Корисні в багатьох інших сенсорах (тиску,
акустичних сенсорах)
Ємності є малими, а зміна ємностей ще
менша.
Потрібні спеціальні методи передачі/перетворення.
Часто частина LC-генератора (як вимірювач
частоти)
Використовують як джерело напруги
Ємнісні актюатори
Ємнісний актюатор є простим:
Потенціал приєднаний поперек двох площин конденсатора
Площини отримують протилежні заряди.
Ці заряди притягують один одного згідно
закону Колумба
Сила притягує площини одна до одної.
Ємнісні актюатори
Можливий механічний рух площин - актюація
Сила притягування: |
F = CV |
2 |
SV2 |
|
= 0 r |
||
|
d |
|
d2 |
Для інших величин немає |
|
|
|
точних залежностей, але: |
|
|
|
Ємнісні актюатори
Створена сила є пропорційною до:
Ємності: |
F = CV |
2 |
= |
SV2 |
|
|
0 r |
||
Відстані між площинами: |
d |
|
|
d2 |
Потенціалу між площинами
Сила є малою ( дуже мале)
Основи ємнісних актюаторів
Електростатичний актюатор (електростатичний динамік)
Верхня прощина притягується або відштовхується
нижньою, зафіксованою площиною
Рух можна використати для позиціонування або для
звукового відтворення
Кутові ємнісні актюатори
Верхня площина рухається відносно нижньої площини
Сила пропорційна до позиції (зміна ємності)
Корисні при рухах малої сили.
