Lezione 3 Trasduttori capacitivi e induttivi

Presentazione sul tema: "Lezione 3 Trasduttori capacitivi e induttivi"— Transcript della presentazione:

1 Lezione 3 Trasduttori capacitivi e induttivi

2 Trasduttori Capacitivi e Induttivi
Funzionamento dei trasduttori capacitivi Trasduttori di posizione, di distanza, di presenza… Circuiti ausiliari Linearizzazione Induttanza Funzionamento dei trasduttori induttivi Trasduttori di posizione a variazione di riluttanza Trasduttori di presenza a correnti parassite Effetto trasformatorico Trasformatori differenziali

3 Capacità di un condensatore a facce piane
C = e S / d e è la permettività dielettrica del materiale interposto fra le armature S potrebbe essere modificato mediante lo scorrimento delle armature d potrebbe essere modificato dallo spostamento delle armature (problema: è al denominatore!!)

4 Trasduttori di posizione capacitivi
C = e S / d S potrebbe essere modificato mediante lo scorrimento delle armature, l’una sull’altra, che modifica la “superficie utile” Si possono avere scorrimenti per traslazione e per rotazione. Il processo è utilizzato per realizzare trasduttori di posizione “lineare” ed “angolare”.

5 Campo di misura: traslazione

6 Campo di misura: traslazione

7 Campo di misura: rotazione

8 Effetti di bordo - armature “schermo”
C = e S / d S la variazione della “superficie utile” viene disturbata da effetti di bordo che possono interferire nel legame fra il misurando e la capacità. per mascherare questi effetti si usano armature supplementari equipotenziali alle armature principali ed estranee al circuito di misura

9 Trasduttore di livello capacitivo ad immersione

10 Trasduttore di livello capacitivo ad immersione

11 Trasduttore di livello capacitivo ad immersione
il fluido di cui si vuole trasdurre il livello deve essere isolante ed avere una permettività e1 molto maggiore di quella del vuoto e0

12 Trasduttore di livello capacitivo
La presenza di un piano a potenziale nullo determina la nascita di un conduttore immagine posto simmetricamente rispetto al piano neutro ed a potenziale opposto a quello dell’elettrodo principale. Anche in questo caso si evitano gli effetti di bordo usando una armatura schermo equipotenziale a quella principale ed estranea al circuito di misura.

13 Rilevatore di presenza capacitivo
l’oscillatore collegato alla armatura ha potenza ridotta e riesce ad oscillare solo se caricato da impedenze di valore superiore ad un valore critico: l’aumento del valore della capacità ne arresta la libera oscillazione e tale evento viene rilevato per segnalare la presenza di un azionatore entro la distanza di attivazione.

14 Trasduttore di pressione capacitivo
C = e0 S / d d diminuisce all’aumentare della pressione nella camera principale pertanto la capacità aumenta per rilevare la “pressione assoluta” nella camera secondaria si realizza un “vuoto spinto” per cui la permettività da considerare è la e0 del vuoto.

15 Trasduttore di pressione capacitivo
C = e S / d d diminuisce all’aumentare della differenza fra la pressione nella camera principale e quella nella secondaria. e è legato alla pressione del fluido nella camera secondaria.

16 Convertitore C / V e linearizzazione reciprocale
la necessità di permettere la circolazione della i - impone la presenza di R :

17 Trasduttori induttivi e trasformatorici

18 Autoinduzione e riluttanza
L , coefficiente di autoinduzione o, brevemente, induttanza, è funzione (inversa) della riluttanza del circuito magnetico: R , riluttanza del circuito magnetico, è fortemente dipendente dal contributo del traferro: R = R fe + 2 R 0 con R 0 = d0 / m0 S

19 Trasduttori a variazione di riluttanza
L , coefficiente di autoinduzione o, brevemente, induttanza, è funzione (inversa) della riluttanza del circuito magnetico: R , riluttanza del circuito magnetico, è fortemente dipendente dal contributo del traferro: R = R fe + 2 R 0 con R 0 = d0 / m0 S

20 Trasduttori a fem indotta
il flusso magnetico è funzione della riluttanza del circuito magnetico e le variazioni di riluttanza possono indurre una tensione all’uscita del dispositivo: Il trasduttore, di tipo attivo, non è adatto per rilevare posizioni dato che la fem di uscita è provocata dalla derivata temporale della riluttanza.

21 Trasduttori a correnti parassite (“proximity”)
il trasduttore ha una bobina che viene alimentata da un oscillatore l’oscillatore collegato alla bobina ha potenza ridotta e riesce ad oscillare solo se non deve erogare una potenza superiore ad un valore critico: le correnti di Foucoult che circolano nell’azionatore eventualmente presente provocano una dissipazione supplementare di potenza che arresta la libera oscillazione: tale evento viene rilevato per segnalare la presenza di un “azionatore” entro la distanza di attivazione. l’oscillatore collegato alla bobina ha potenza ridotta e riesce ad oscillare solo se non deve erogare una potenza superiore ad un valore critico.

22 Trasformatore differenziale LVDT

23 Trasformatore differenziale LVDT

24 Trasformatore differenziale LVDT

25 Trasformatore differenziale LVDT

26 Frequenza di alimentazione LVDT

27 Specifiche LVDT

28 Condizionamento LVDT

29 Condizionamento LVDT