Energija, mes negalime jos sunaikinti, bet galime pakeisti energiją iš vienos formos į kitą. Kai kuriose situacijose turime pasinaudoti vienos energijos forma, kad pakeistume ją į kitą. Taigi energijos konversijos procesą galima atlikti naudojant Davikliai “. Yra įvairių tipų keitikliai, pavyzdžiui, slėgio keitikliai, pjezoelektrinis keitikliai, ultragarso keitikliai, temperatūros keitikliai, talpieji keitikliai ir kt. Šiame straipsnyje mes sužinosime apie tai, kas yra talpinis keitiklis, jo veikimo principą, grandinės schemą, tipus, pritaikymą, privalumus ir trūkumus.
Kas yra talpinis keitiklis?
Davikliai skirstomi į du tipus, tokius kaip aktyvieji davikliai ir pasyvieji davikliai. Aktyvūs davikliai yra vienos rūšies davikliai, kuriems naudoti nereikia jokios galios. Tuo tarpu, kad pasyvus keitiklis veiktų energijos keitimo procese, reikia išorinės energijos. Šie keitikliai pateko į pasyvius keitlius.
Talpinio keitiklio apibrėžimas yra išmatuoti poslinkį (kiek atstumo jis įveikia), slėgį ir kitus kelis fizinius dydžius, pirmenybė teikiama šiems keitikliams. Šiuose davikliuose tarp plokščių talpa skiriasi dėl atstumo tarp plokščių, plokščių persidengimo, dėl dielektrinės terpės pokyčių ir kt.
Talpinių keitiklių darbo principas
Aukščiau pateikta diagrama rodo talpų keitiklį. The talpinio keitiklio veikimo principas yra kintama talpa. Pagal struktūrą jie turi dvi lygiagrečias metalines mentes, kurios palaiko atstumą tarp jų. Tarp jų galima užpildyti dielektrinę terpę (pvz., Orą). Taigi atstumas tarp šių dviejų metalinių plokščių ir plokščių padėties gali pakeisti talpą. Taigi kintama talpa yra šių keitiklių principas. Pagrindinis skirtumas tarp įprastų kondensatorių ir talpiųjų keitiklių yra, kondensatorius plokštės yra pastovios normalioje padėtyje kondensatoriai kur šie keitikliai, kondensatoriaus plokštės yra judamos būklės.
talpinis-keitiklis
Pagal šią formulę galima išmatuoti kintamo kondensatoriaus talpą.
Talpinio keitiklio formulė
Šioje formulėje:
C rodo kintamos talpos talpą
εo rodo laisvos vietos pralaidumą
εr nurodo santykinį pralaidumą
A žymi plokščių plotą
D rodo atstumą tarp plokščių
Taigi pagal formulę kintama talpos vertė priklauso nuo keturių svarbių parametrų. Jie yra atstumas tarp kintamo kondensatoriaus plokščių, užimantis plokščių plotas, laisvos erdvės pralaidumas, santykinis pralaidumas ir dielektrinė medžiaga. Šie parametrai gali keisti kintamo kondensatoriaus talpos vertę.
- Dielektrinės konstantos pokytis gali keisti šio keitiklio talpą.
- Šių keitiklių plokščių plotas gali keisti jo talpos vertę.
- Atstumas tarp plokščių gali keisti keitiklių talpos vertę. Šis metodas dažniausiai naudojamas. Taikant šį metodą, dielektrinė terpė ir plokščių plotas yra pastovus. Kai plokštės juda, atstumas keičiasi, todėl keičiasi talpinio keitiklio talpa.
Šie pirmiau minėti trys metodai naudojami norint pakeisti šio keitiklio talpos vertę.
Talpinės grandinės schema
Pirmiau pateikta grandinės schema rodo lygiavertę talpinio keitlio grandinės schemą. Skirtumas tarp kintamo kondensatoriaus ir įprasto kondensatoriaus yra toks, kad kintamo kondensatoriaus talpa yra įvairi, tuo tarpu įprastame kondensatoriuje talpos vertė yra fiksuota ir jos negalima pakeisti.
talpumo-keitiklio-grandinės schema
Talpinių keitiklių tipai
Pagal talpinio keitiklio struktūrą jie yra keturi tipai, kurie aptariami toliau. Jie yra
- Lygiagrečios plokštės talpa su stačiakampėmis plokštėmis.
- Cilindrinis kondensatoriaus keitiklis.
- Pusapvalės lygiagrečios plokštės.
- Dielektriko pokytis tarp lygiagrečių plokščių.
Lygiagrečios plokštės talpa su stačiakampėmis plokštėmis
Tai taip pat vadinama plokščiu talpinių keitiklių tipu. Šio tipo keitikliuose viena plokštė yra pritvirtinta, o kitą plokštę galima perkelti. Pagal šį variantą galima keisti atstumą d arba plotą A. Dėl to gaunama šio keitiklio talpos vertė.
plokščio tipo talpinis-keitiklis
Jei plotas A kinta ir talpos vertė C būtų tada, kai plokštės turi atstumą x, tada
C = ε (A-wx) / d
Cilindrinis talpų keitiklis
cilindrinis-talpinis-keitiklis
Atsižvelgiant į cilindro ilgį turi būti L, tada talpa
cilindrinė-talpinė-lygtis
Pusapvalis talpų keitiklis
Šis tipas suteiks didžiausią talpos vertę, kai dvi talpinės plokštės sutaps viena su kita. Tai yra geriau, kai grandinė reikalauja maksimalios talpos.
apskritimo-lygiagretės plokštės-diagrama
Šio tipo talpiųjų keitiklių srityje A = πr ^ 2/2 ir talpa C = ε πr ^ 2 / 2d
Dielektrinės terpės pokytis tarp lygiagrečių plokščių
Kai dielektrinė terpė skiriasi tarp dviejų lygiagrečių šio daviklio plokštelių, tai taip pat keičia daviklio talpą.
Todėl talpa C = εo (ε1 * L1 * w + ε2 * L2 * w) / d
Čia - L1 ir L2 rodo 1 ir 2 plokščių ilgio ilgį.
W nurodo plokštės plotį
D rodo atstumą tarp plokščių
Privalumai
The talpiųjų keitiklių privalumai yra aptariami toliau. Jie yra
- Šie keitikliai pasižymi didele įėjimo varža. Taigi apkrovos efektų vertė bus per maža.
- Šių keitiklių dažnio atsakas yra ypač didelis.
- Šie keitikliai yra labai jautrūs.
- Tai sunaudoja mažai energijos, kad veiktų. Taigi, šie keitikliai vadinami mažai energiją naudojančiais prietaisais.
- Didelė skiriamoji geba gali būti įmanoma naudojant šiuos daviklius.
Trūkumai
Yra keli talpinio keitiklio trūkumai yra išvardyti toliau. Jie yra
- Jis turi didelę išėjimo varžą. Dėl šios didelės išėjimo varžos vertės išėjimui matuoti reikalinga sudėtinga grandinė. Išėjimo grandinė turi būti galinga, kad išlaikytų šią didelę išėjimo vertę.
- Šie keitikliai demonstruoja netiesinį elgesį dėl krašto efektų.
- Tai priklauso nuo temperatūros. Išorinė temperatūros vertė gali turėti įtakos šiam keitiklio talpos dydžiui.
Programos
Talpinio keitiklio programos yra
- Šis keitiklis turi platų pritaikymo būdą nustatant tokius dydžius kaip temperatūra, poslinkis, slėgis ir kt. Toliau pateikiami talpiųjų keitiklių pritaikymai.
- Šie keitikliai pritaikomi tiesinio ir kampinio poslinkio srityje su jautrumo koeficientu.
- Vienas iš geriausių šio keitiklio pritaikymo būdų yra drėgmės lygio nustatymas. Keičiantis drėgmės vertei, keičiasi ir šio keitiklio talpos vertė. Pagal šią vertę galime išmatuoti drėgmės pokytį.
- Kintamos talpos slėgio keitiklis yra naudojamas norint rasti slėgio pokyčius naudojant kintamą talpą.
Taigi, talpinė davikliai yra naudingi konvertuojant vieną energijos formą į kitą energijos formą, atsižvelgiant į talpos vertės pokytį. Tai yra pasyvūs keitikliai, nes norint juos valdyti reikia išorinės galios. Šių keitiklių pagalba galime išmatuoti slėgį, temperatūrą, poslinkį ir kt.
