ірювальне зусилля перетворювача визначають, виходячи з величини максимальної електромеханічної сили тяжіння, якоря до сердечника:
. (63)
Отримане за умовою має становити не більше 3Н.
= 1,17 Н.
2.3 Розрахунок ємнісного датчика тиску
Вибираємо конструкцію ємнісного датчика тиску з деформируемой діафрагмою (мембраною). Датчики тиску мембранного типу конструюються таким чином, що рухома мембрана є середнім електродом диференціального ємнісного перетворювача. Зміни електричної ємності буде відбуватися при зміні відстані між електродами. p align="justify"> Параметри для розрахунку конструкції ємнісного датчика тиску наведені в таблиці 4.
Таблиця 1 - Параметри ємнісного датчика тиску
Діапазон зміни вимірюваного тиску, кПаДанние для ємнісного датчика тиску Д, 0-5000,0880,16
Площа електродів визначається формулою:
(64)
де - радіус електрода.
Номінальна ємність конденсатора, утворена мембраною і нерухомим електродом 3 або 4 при, дорівнює:
(65)
де - діелектрична стала повітря, рівна;
- площа електродів;
- початковий зазор між мембраною і електродом.
Якщо і виражені в сантиметрах, то:
(66)
В
Умовні позначення:
- мембрана;
- ізолятор;
, 4 - електроди;
- радіус периферії мембрани;
- радіус електрода;
- радіус мембрани;
- різниця тисків, що діють на мембрану;
- початковий зазор між електродом і мембраною;
- прогин у центрі мембрани;
Рісункок 9 - Схема розташування котушки на осерді перетворювача
Чутливість ємнісного датчика з переміщення рухомого електрода:
(67)
Збільшення чутливості досягається зменшенням початкового зазору між електродами і збільшенням розмірів датчика. Як видно з малюнка, під дією вимірюваного тиску мембрана отримує змінний прогин. Найбільше переміщення має центр мембрани, а найменше - периферія мембрани. Рівняння, лист залежність ходу центру мембрани під дією рівномірного навантаження надлишковим тиском має вигляд:
(68)
де - модуль Юнга;
- коефіцієнт Пуассона;
- товщина мембрани, см.
В
Умовні позначення:
- нерухомий електрод;
- діафрагма;
- тримач.
Рисунок 10 - Прогин мембрани
Для мембрани зі сталі: = 0,3, = 4.2 В· 106.
Задамо параметри датчика:,.
Зв'язок між тиском, діаметром мембрани і товщиною мембрани можна представити у вигляді:
(69)
де коефіцієнт.
Для закріпленої по контуру мембрани напругу в заклад...
