Transductor Capacitivo
(P51)
Figura P44.
Figura P45.
Equivalente eléctrico del circuito anterior, ver figura P46.
Figura P46
(P51)
(P52)
(P53)
Tabla P8.
En términos Fundamentales la Capacitancia, es la razón entre la magnitud de la carga (Q) en cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos (VAB). Representa entonces la medida de la capacidad de almacenamiento de la carga eléctrica, es decir según la ecuación P51:
Características generales de estos sensores:
-
Presiones = (0,05 a 600) Kgf/cm2
-
Exactitud = (± 0,2 a ± 0,5) %
Ventajas y desventajas de estos tranductores
Donde
C = Capacidad
VAB = Voltaje entre placas del capacitor [Volt]
E = Campo eléctrico debido al voltaje VAB [Volt /m]
Qc = Carga eléctrica [Coulumbios]
L = Longitud de separación entre las placas del capacitor [m]
εo = Constante de permitividad en el vacío (8,854187e-12) [F/m]
A = Área de placas, A ó B [m2]
De esta manera, los sensores capacitivos, constan de dos membranas exteriores y un fluido en contacto con un diafragma sensor, situado entre las dos armaduras de un condensador.
El fluido transmite la presión soportada por las membranas al diafragma, el cual se desplaza hacia un lado o hacia otro proporcionalmente a la presión diferencial lo cual provoca que varíe la constante dieléctrica entre las placas del condensador (figura P45), produciéndose así la señal de interés. No obstante su mayor desventaja es su gran sensibilidad a los cambios de temperatura, pero debido a su gran versatilidad y costo, la ha convertido en uno de los dispositivos más usados hoy en día.
El Voltaje es directamente proporcional a la carga almacenada, por lo que se da que la proporción Qc / VAB es constante para un capacitor dado. La capacitancia se mide en Faradios (F), siendo siempre ésta, una magnitud positiva.
Capacitores, ¿cómo funcionan?: Cuando se conectan dos elementos metálicos paralelos (placas) a una fuente de poder, un número de las cargas desplazadas por la diferencia de potencial quedará en los objetos metálicos, es decir las placas de un condensador tienen la misma diferencia de potencial que entrega la fuente.
Entre las dos placas metálicas se forma un campo eléctrico (E) el cual permite el funcionamiento del capacitor. La relación entre el área de las placas y la capacitancia nos da que a mayor área útil, mayor será la capacitancia (son directamente proporcionales). En tanto la relación entre la capacitancia y la separación entre dos placas, es inversamente proporcional.
Por último, tenemos que la capacitancia depende del dieléctrico, siendo que para el vacío, la capacitancia es Co; para un aislante dieléctrico K, la capacitancia está dada por Co.K. Si se interrumpe la diferencia de potencial entregada por la fuente, una pequeña cantidad de energía eléctrica quedará almacenada en el proceso (en las placas) y se irá liberando poco a poco dependiendo del material del que están hechas las placas, las condiciones de aislamiento entre otras.