エネルギー、私たちはそれを破壊することはできませんが、エネルギーをある形から別の形に変えることはできます。状況によっては、ある形のエネルギーを助けて別の形に変える必要があります。したがって、エネルギー変換プロセスは、「トランスデューサー」。圧力変換器のような変換器にはさまざまな種類があります。圧電トランスデューサー、超音波トランスデューサー、温度トランスデューサー、容量性トランスデューサーなど。この記事では、容量性トランスデューサーとは何か、その動作原理、回路図、タイプ、およびその用途、長所と短所について説明します。

容量性トランスデューサーとは何ですか？

トランスデューサーは、アクティブトランスデューサーとパッシブトランスデューサーの2つのタイプに分類されます。アクティブトランスデューサは、動作にいかなる種類の電力も必要としないトランスデューサの一種です。一方、パッシブトランスデューサは、エネルギー変換プロセスで動作するために外部電源を必要とします。これらのトランスデューサーはパッシブトランスデューサーに分類されています。

容量性トランスデューサーの定義は、変位（カバーする距離）、圧力、およびその他のいくつかの物理量を測定することです。これらのトランスデューサーが推奨されます。これらのトランスデューサーでは、プレート間の距離、プレートの重なり、誘電体媒体の変化などにより、プレート間の静電容量が変化します。

容量性トランスデューサの動作原理

上の図は容量性トランスデューサーを示しています。ザ・ 容量性トランスデューサの動作原理 は可変静電容量です。その構造に従って、これらはそれらの間の距離を維持している2つの平行な金属板を持っています。それらの間に、誘電媒体（空気など）を充填することができます。したがって、これら2つの金属プレート間の距離とプレートの位置によって静電容量が変化する可能性があります。したがって、可変静電容量がこれらのトランスデューサの原理です。通常のコンデンサと容量性トランスデューサの基本的な違いは、コンデンサプレートは通常は一定ですコンデンサここで、これらのトランスデューサー、コンデンサープレートは可動状態です。

容量性トランスデューサー

可変コンデンサの静電容量は、この式で測定できます。

容量性トランスデューサー式

この式では：

Cは可変静電容量の静電容量を示します
εoは自由空間の誘電率を示します
εrは比誘電率を示します
Aはプレートの面積を示します
Dはプレート間の距離を示します

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したがって、式によれば、可変容量値は4つの重要なパラメータに依存します。それらは、可変コンデンサのプレート間の距離、プレートの占有面積、自由空間の誘電率、比誘電率、および誘電体材料です。これらのパラメータは、可変コンデンサの静電容量値を変化させる可能性があります。

誘電率の変化により、このトランスデューサの静電容量が変化する可能性があります。
これらのトランスデューサーのプレートの面積は、その静電容量値を変えることができます。
プレート間の距離により、トランスデューサの静電容量値が変化する可能性があります。この方法が主に使用されます。この方法では、誘電体媒体とプレートの面積が一定に保たれます。プレートが動いているとき、距離が変化し、これにより容量性トランスデューサの静電容量が変化します。

上記の3つの方法は、このトランスデューサの静電容量値を変更するために使用されます。

容量性回路図

上記の回路図は、容量性トランスデューサの等価回路図を示しています。可変コンデンサと通常のコンデンサの違いは、可変コンデンサの静電容量が変化するのに対し、通常のコンデンサでは静電容量の値が固定されており、変更できないことです。

容量性トランスデューサ回路図

容量性トランスデューサーの種類

容量性トランスデューサの構造に応じて、以下で説明する4つのタイプがあります。彼らです

長方形プレートとの平行プレート静電容量。
円筒形コンデンサトランスデューサ。
半円形の平行板。
平行板間の誘電体の変化。

長方形プレートとの平行プレート静電容量

これは、フラットタイプの容量性トランスデューサとも呼ばれます。このタイプのトランスデューサーでは、一方のプレートが固定され、もう一方のプレートを移動できます。この変化により、距離ｄまたは面積Ａを変化させることができる。これにより、このトランスデューサの静電容量値が得られます。

フラットタイプ容量性トランスデューサー

面積Aが変化し、静電容量値Cがプレートの距離がxのときになる場合、

C =ε（A-wx）/ d

円筒形容量性トランスデューサー

円筒形容量性トランスデューサー

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円柱の長さをLとすると、静電容量

円筒容量式-方程式

半円形容量性トランスデューサー

このタイプは、2つの容量性プレートが互いに重なり合っているときに最大の静電容量値を提供します。これらは、回路が最大の静電容量を必要とする場合に適しています。

円形平行板図

このタイプの容量性トランスデューサでは、面積 A =πr^ 2/2 と静電容量 C =επr^ 2 / 2d

平行板間の誘電媒体の変化

このトランスデューサーの2つの平行なプレート間で誘電体媒体が変化すると、トランスデューサーの静電容量も変化します。

したがって、静電容量 C =εo（ε1* L1 * w +ε2* L2 * w）/ d

ここで– L1とL2は、1番目と2番目のプレートの長さを示しています。

Wはプレートの幅を示します

Dはプレート間の距離を示します

利点

ザ・ 容量性トランスデューサの利点 以下で説明します。彼らです

これらのトランスデューサは、高い入力インピーダンスを提供します。そのため、負荷効果の値が低くなりすぎます。
これらのトランスデューサーの周波数応答は非常に高いです。
これらのトランスデューサーは非常に感度が高いです。
これらは動作するために低電力を消費しています。したがって、これらのトランスデューサは低消費電力デバイスと呼ばれます。
これらのトランスデューサーを使用することにより、高解像度が可能になります。

短所

いくつかあります 容量性トランスデューサの欠点 以下にリストされています。彼らです

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それは高い出力インピーダンスを持っています。この高い出力インピーダンス値のため、出力を測定するには複雑な回路が必要です。そして、この高い出力を維持するには、出力回路が強力である必要があります。
これらのトランスデューサは、エッジ効果により非線形の動作を示します。
これらは温度に依存します。外部温度値は、このトランスデューサの静電容量値に影響を与える可能性があります。

アプリケーション

容量性トランスデューサの用途は次のとおりです。

このトランスデューサーは、温度、変位、圧力などの量を決定する際に幅広い用途があります。容量性トランスデューサーの用途を以下に示します。
これらのトランスデューサは、感度係数を使用した線形および角変位の分野での用途があります。
このトランスデューサの最良の用途の1つは、湿度レベルを見つけることです。湿度値が変化すると、このトランスデューサの静電容量値も変化します。この値により、湿度の変化を測定することができます。
可変静電容量圧力トランスデューサは、可変静電容量を使用して圧力変動を見つけるために適用できます。

したがって、容量性トランスデューサー静電容量値の変化をとることにより、ある形式のエネルギーを別の形式のエネルギーに変換するのに役立ちます。これらはパッシブトランスデューサーです。これは、それらを操作するために外部電源が必要になるためです。そして、これらのトランスデューサーの助けを借りて、圧力、温度、変位などを測定することができます。