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:

Конструкторско-технологическое проектирование печатной платы
печатная плата Проектирование печатных плат (ПП) представляет трудоемкий, но очень важный процесс. Для того, чтобы обеспечить функционирование электронной аппаратуры (ЭА) необходимы не только схемотехнические решения, функциональная точность, надежность, но и учет влияния внешней среды, конструктивных, эксплуатационных требований, пр ...