Практична робота №4 Тема: "Ємнісні датчики"

Мета роботи: Навчитися обчислювати основні параметри ємнісних датчиків.

Короткі теоретичні відомості

Датчик кутових переміщень має вигляд:

1 – Рухома пластина 2 – Вал 3 – Нерухома пластина

Рис. 4.1 – Датчик кутових переміщень

1) Максимальна ємність датчика при  = 180 дорівнює:

.

(4.1)

Формула (4.1) справедлива, якщо кути, створені сторонами пластин (рухомих і нерухомих окремо) дорівнюють 180. З цієї формули можна знайти загальну кількість рухомих і нерухомих пластин (отриману кількість слід округлити до цілого числа):

.

(4.2)

2) Чутливість датчика визначаємо по формулі:

.

(4.3)

Приклад розрахунку

Початкові дані:

• максимальна площа взаємодії пластин – S_max = 15 см²;

• максимальна ємність датчика – С_maх = 400 пФ;

• відстань між пластинами d = 0,8 мм;

• діелектрична проникність _Д = 1 (діелектрик – повітря).

Визначити загальну кількість пластин і чутливість датчика.

Вирішення:

= 22; = 1,945 пФ/.

Завдання

Визначити загальну кількість пластин і чутливість ємнісного датчика, якщо задані площа взаємодії між рухомою і однією з нерухомих пластин, максимальна ємність, а також відстань між пластинами (діелектрик – повітря). Початкові дані для розрахунку узяти з таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 – Початкові дані

№ варіанту	Smax (см2)	Cmax (пФ)	d (мм)
1	12	400	0,5
2	10	200	0,6
3	15	600	0,4
4	18	830	0,8
5	15	440	0,6

Провести розрахунок

n = ____________________________________________________________________

dS = ___________________________________________________________________

Результати розрахунку звести в таблицю 4.2.

Таблиця 4.2 – Результати розрахунку

n (шт)	dS (пФ/)

Практична робота № 5 Тема: "п'єзоелектричні датчики"

Мета роботи: Визначити параметри п’єзоелектричного датчика.

Короткі теоретичні відомості

П’єзоелектричні датчики відносяться до датчиків генераторного типу, в яких вхідною величиною є сила, а вихідною – кількість електрики. Робота п’єзоелектричного датчика заснована на п’єзоефекті, суть якого полягає в тому, що на гранях деяких кристалів при їх стисненні або розтягуванні з’являються електричні заряди.

1) Величина заряду:

,

(5.1)

де К₀ – п’єзоелектрична постійна (модуль) (Кл/Н);

F_Х – зусилля, направлене уздовж електричної осі (Н).

2) Ємність однієї пластини:

,

(5.2)

де С – ємність однієї пластини (пФ);

- відносна діелектрична проникність;

D – діаметр пластини (диска);

а і b – сторони пластини (прямокутника);

d – товщина пластини.

3) Напруга між обкладинами:

,

(5.3)

де С_ВХ – ємність ланцюга, що виміряється (пФ);

n – кількість пластин.

4) Чутливість датчика:

,

(5.4)

де dS – чутливість датчика (В/Н).