에너지는 파괴 할 수 없지만 에너지를 한 형태에서 다른 형태로 바꿀 수 있습니다. 어떤 상황에서는 에너지를 다른 형태로 바꾸기 위해 한 형태의 에너지에서 도움을 받아야합니다. 따라서 에너지 변환 프로세스는 ' 변환기 ”. 압력 변환기와 같은 다양한 유형의 변환기가 있습니다. 압전 트랜스 듀서, 초음파 트랜스 듀서, 온도 트랜스 듀서, 용량 성 트랜스 듀서 등.이 기사에서는 용량 성 트랜스 듀서가 무엇인지, 작동 원리, 회로도, 유형 및 응용 프로그램, 장점 및 단점에 대해 알아 봅니다.
용량 성 변환기 란 무엇입니까?
변환기는 능동형 변환기와 수동형 변환기의 두 가지 유형으로 분류됩니다. 능동형 변환기는 작동을 위해 어떤 종류의 전력도 필요로하지 않는 변환기의 한 종류입니다. 패시브 변환기는 에너지 변환 프로세스에서 작동하기 위해 외부 전원이 필요합니다. 이 변환기는 수동 변환기 아래에 있습니다.
용량 성 변환기의 정의는 변위 (그가 커버하는 거리), 압력 및 기타 여러 물리적 양을 측정하는 것이며, 이러한 변환기가 선호됩니다. 이러한 변환기에서 플레이트 사이의 정전 용량은 플레이트 사이의 거리, 플레이트의 겹침, 유전체 매체 변화 등으로 인해 달라집니다.
용량 성 변환기 작동 원리
위의 다이어그램은 용량 성 변환기를 나타냅니다. 그만큼 용량 성 변환기의 작동 원리 가변 커패시턴스입니다. 그 구조에 따라, 이것들은 그들 사이의 거리를 유지하는 두 개의 평행 한 금속 패턴을 가지고 있습니다. 그 사이에 유전체 (예 : 공기)가 채워질 수 있습니다. 따라서이 두 금속판 사이의 거리와 판의 위치는 정전 용량을 변경할 수 있습니다. 따라서 가변 커패시턴스가 이러한 변환기의 원리입니다. 일반 커패시터와 용량 성 변환기의 기본적인 차이점은 다음과 같습니다. 커패시터 판은 정상에서 일정하다 커패시터 여기에서 이들 변환기, 축전 기판은 움직일 수있는 상태입니다.
용량 성 변환기
가변 커패시터의 커패시턴스는이 공식으로 측정 할 수 있습니다.
용량 성 변환기 공식
이 공식에서 :
C는 가변 커패시턴스의 커패시턴스를 나타냅니다.
εo는 자유 공간의 유전율을 나타냅니다.
εr은 상대 유전율을 나타냅니다.
A는 플레이트의 면적을 나타냅니다.
D는 플레이트 사이의 거리를 나타냅니다.
따라서 공식에 따르면 가변 커패시턴스 값은 네 가지 중요한 매개 변수에 따라 달라집니다. 가변 커패시터의 플레이트 사이의 거리, 플레이트의 점유 면적, 자유 공간의 유전율, 비유 전율 및 유전체 재료입니다. 이러한 매개 변수는 가변 커패시터의 커패시턴스 값을 변경할 수 있습니다.
- 유전 상수의 변화는이 변환기의 커패시턴스를 변경할 수 있습니다.
- 이 변환기의 플레이트 영역은 커패시턴스 값을 변경할 수 있습니다.
- 플레이트 사이의 거리는 변환기의 커패시턴스 값을 변경할 수 있습니다. 이 방법은 주로 사용됩니다. 이 방법에서는 유전체 매체와 판의 면적이 일정하게 유지됩니다. 플레이트가 움직일 때 거리가 변하여 용량 성 변환기의 커패시턴스가 변경됩니다.
위의 세 가지 방법은이 변환기의 커패시턴스 값을 변경하는 데 사용됩니다.
용량 성 회로 다이어그램
위의 회로도는 용량 성 변환기의 등가 회로도를 나타냅니다. 가변 캐패시터와 일반 캐패시터의 차이는 가변 캐패시터의 캐패시턴스가 변하는 반면 일반 캐패시터에서는 캐패시턴스 값이 고정되어 변경할 수 없다는 것입니다.
용량 성 변환기 회로 다이어그램
용량 성 변환기의 유형
용량 성 변환기의 구조에 따라 아래에서 설명하는 4 가지 유형이 있습니다. 그들은
- 직사각형 플레이트가있는 평행 플레이트 커패시턴스.
- 원통형 커패시터 변환기.
- 반원형 평행 판.
- 평행 판 사이의 유전체 변화.
직사각형 플레이트가있는 평행 플레이트 커패시턴스
이를 플랫 유형의 용량 성 변환기라고도합니다. 이 유형의 변환기에서 한 플레이트는 고정되고 다른 플레이트는 이동할 수 있습니다. 이 변화에 의해 거리 d 또는 영역 A가 달라질 수 있습니다. 이로 인해이 변환기의 커패시턴스 값이 생성됩니다.
평면형 용량 성 변환기
영역 A가 변하고 커패시턴스 값 C가 플레이트가 x의 거리를 가질 때이면
C = ε (A-wx) / d
원통형 용량 성 변환기
원통형 용량 성 변환기
실린더의 길이를 L로 고려하면 커패시턴스
원통형 용량 성 방정식
반원형 용량 성 변환기
이 유형은 두 개의 용량 성 플레이트가 서로 겹칠 때 가장 높은 용량 값을 제공합니다. 이는 회로가 최대 커패시턴스를 요구할 때 바람직합니다.
원형 평행 플레이트 다이어그램
이 유형 용량 성 변환기에서 영역 A = πr ^ 2 / 2 그리고 커패시턴스 C = ε πr ^ 2 / 2d
평행 판 사이의 유전체의 변화
이 변환기의 두 평행 판 사이에서 유전체 매체가 변하면 변환기의 커패시턴스도 변합니다.
따라서 커패시턴스 C = εo (ε1 * L1 * w + ε2 * L2 * w) / d
여기서 – L1 및 L2는 1 차 및 2 차 플레이트 길이를 나타냅니다.
W는 플레이트의 너비를 나타냅니다.
D는 플레이트 사이의 거리를 나타냅니다.
장점
그만큼 용량 성 변환기의 장점 아래에서 설명합니다. 그들은
- 이 변환기는 높은 입력 임피던스를 제공합니다. 따라서 로딩 효과 값이 너무 낮습니다.
- 이 변환기의 주파수 응답은 매우 높습니다.
- 이 변환기는 매우 민감합니다.
- 이들은 작동하는 데 저전력을 소비합니다. 따라서 이러한 변환기를 저전력 소비 장치라고합니다.
- 이 변환기를 사용하면 고해상도가 가능합니다.
단점
몇 가지가 있습니다 용량 성 변환기의 단점 아래에 나열되어 있습니다. 그들은
- 출력 임피던스가 높습니다. 이 높은 출력 임피던스 값으로 인해 출력을 측정하려면 복잡한 회로가 필요합니다. 그리고 출력 회로는이 엄청난 출력 값을 유지하기 위해 강력해야합니다.
- 이러한 변환기는 에지 효과로 인해 비선형 동작을 나타냅니다.
- 온도에 따라 다릅니다. 외부 온도 값은이 변환기 커패시턴스 값에 영향을 줄 수 있습니다.
응용
용량 성 변환기의 응용 분야는 다음과 같습니다.
- 이 변환기는 온도, 변위 및 압력 등과 같은 양을 결정하는 데 다양한 응용 분야를 가지고 있습니다. 용량 성 변환기 응용 분야는 아래에 나열되어 있습니다.
- 이 변환기는 감도 계수를 사용하여 선형 및 각도 변위 분야에 적용됩니다.
- 이 변환기의 가장 좋은 응용 프로그램 중 하나는 습도 수준을 찾는 것입니다. 습도 값이 변경되면이 변환기의 커패시턴스 값도 변경됩니다. 이 값으로 습도 변화를 측정 할 수 있습니다.
- 가변 커패시턴스 압력 변환기는 가변 커패시턴스를 사용하여 압력 변화를 찾는 데 적용 할 수 있습니다.
따라서 용량 성 변환기 커패시턴스 값의 변화를 받아 한 형태의 에너지를 다른 형태의 에너지로 변환하는 데 유용합니다. 작동하려면 외부 전원이 필요하기 때문에 이들은 수동 변환기입니다. 그리고 이러한 변환기의 도움으로 압력, 온도 및 변위 등을 측정 할 수 있습니다.
