Разделы сайта

Расчет емкостного датчика давления

Зададим параметры датчика: , .

Связь между давлением, диаметром мембраны и толщиной мембраны можно представить в виде:

(69)

где коэффициент .

Для закрепленной по контуру мембраны напряжение в заделке определяется выражением:

(70)

По формуле найдем :

(71)

По заданию следует, что .

(72)

Для практических расчетов удобно выражать чувствительность емкостного датчика давления отношением относительного приращения емкости к давлению, вызвавшему это приращение:

(73)

где - коэффициент тензочувствительности датчика;

- коэффициент упругой чувствительности датчика.

Для малых δW имеет место линейное приближение:

(74)

(75)

(76)

Отношение радиуса электрода к радиусу мембраны. Отсюда Rc=3,9.

С учетом паразитных присоединительных емкостей кабеля коэффициент получает вид:

(77)

где (С - емкость датчика при β=1).

По условию. Найдем значение с учетом этих данных:

(78)

В выражение для коэффициента упругой чувствительности датчика входит отношение , которое для плоской мембраны имеет вид:

(79)

Тогда:

(80)

Следовательно, общая чувствительность датчика давления:

(81)

На концах электродов 3 и 4 возникают краевые поля, т.е. происходит искривление электростатического поля.

Условные обозначения:

- охранное кольцо;

, 4 - электроды;

- краевой эффект.

Рисунок 11 - Краевые поля

Чтобы исключить краевой эффект и получить равномерное электрическое поле на краях электродов емкостного преобразователя, применяют специальное охранное кольцо для одного из электродов. В тех случаях, когда невозможно применить охранное кольцо, следует при расчетах емкости использовать поправочные коэффициенты.

Для воздушного конденсатора с электродами круглой формы с радиусом (W<<) для случая, когда краевым эффектом пренебречь нельзя, емкость для различных положений мембраны равна:

(82)

График функции показан на рисунке 19.

Рисунок 12 - График зависимости краевого эффекта от деформации

График функции

(83)

По графику определим:

(84)

Перейти на страницу: 1 2 3

Самое читаемое:

Активный фильтр нижних частот каскадного типа
Используя в качестве элемента схемы ОУ, можно синтезировать характеристику любого RLC-фильтра без применения катушек индуктивности. Такие безындукционные фильтры известны под названием «активные фильтра» благодаря включению в их схему активного элемента (усилителя). Активные фильтры можно использовать в качестве фильтров низких ...