Принцип действия, устройство и назначение емкостного генераторного датчика

Конструктивно емкостной датчик представляет собой две изоли­рованные друг от друга металлические пластины площадью S1 и S2 соответственно. Они расположены в одной плоскости и электрически подключены параллельно к колебательному контуру автогенератора, выполненного на биполярном транзисторе.

Принцип работы заключается в том, что при появлении в элек­трическом поле, создаваемом датчиком постороннего тела, обладаю­щего проводимостью, образуются электрические ёмкости, величина которых зависит от расстояния, положения, геометрических размеров тела и его расположения относительно датчика. Поскольку эти емкости оказываются подключёнными параллельно колебательному контуру, то происходит изменение его частоты. Таким образом, в этой системе датчик-объект информационным параметром является частота гене­рации, которая изменяется при воздействии объекта. Количественные характеристики для случая взаимодействия датчика с телом (объек­том) с достаточной для практики точностью можно получить только для простейших случаев.

49. Изменение частоты емкостного генераторного датчика от расстояния проводя­щего тела до него.

Между пластиной датчика с площадью S1 и металлической плос­костью образуется ёмкость С1=ε*S1/4*π*R и соответственно С2=ε*S2/4*π*R где ε=1,0006 - относительная диэлектрическая проницаемость. Между пластинами датчика также образуется ёмкость СЗ, кото­рая оказывается параллельно включенной ёмкости катушки индуктив­ности и активного элемента и монтажа автогенератора. Обозначим их С4. В этом случае электрическая схема колебательного контура имеет вид

Эквивалентная ёмкость контура будет Сэкв=С3+С4+С1*С2/(С1+С2)

Частота генерации будет f=1/(2*π*sqrt(L*Cэкв)) L=0.394*r*r*N*N/(9*r+10*l)

N- количество витков r- радиус катушки l – длина катушки

Поскольку С1 и С2 зависят от расстояния, то, очевидно, что час­тота генерации будет изменятся с изменением расстояния. Таким об­разом, появление любого проводящего объекта в зоне действия емко­стного датчика будет сопровождаться изменением частоты автогене­ратора. Это изменение частоты может быть измерено различными способами.