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10 MODULO A Trasduttori per applicazioni elettroniche

dove:

C è la capacità

e è la costante dielettrica del materiale isolante

S è l’area della superficie delle armature

d è la distanza fra le armature

I trasduttori di tipo capacitivo sfruttano la possibilità di cambiare il valo-re della capacità agendo in uno dei modi seguenti (

Figg. 1.8a-d ): — spostando, applicando una forza esterna, un’armatura rispetto all’al-tra, e quindi variando il parametro d ;

— ruotando, o spostando, una delle due armature, e quindi variando il parametro S ;

— interponendo fra le armature un dielettrico di costante dielettrica e

diverso dal materiale già presente.

La relazione tra spostamento e capacità è lineare se variano la costante dielettrica e la superficie del condensatore, è non lineare (iperbole) se varia la distanza fra le armature.

La massima variazione di capacità ottenibile è dell’ordine di qualche decina di picofarad. Gli spostamenti misurabili sono piccoli (pochi micro-metri) nei trasduttori che prevedono lo spostamento relativo delle arma-ture, ma possono essere anche di alcuni millimetri negli altri due tipi. La misura della variazione può interessare la capacità vera e propria o la reattanza capacitiva. Un metodo per misurare la variazione della reattanza capacitiva richiede l’inserimento delle capacità variabili in un ponte di misura (ponte di DeSauty) alimentato in corrente alternata (

Fig. 1.9 ). Con un altro metodo la capacità variabile viene inserita nel circuito risonante di un oscillatore, per cui la variazione di capacità si tra-sforma in una variazione di frequenza.

C

S d

= e N

1.4

Figg. 1.8a-d

Trasduttori capacitivi:

a. variazione della distanza fra le armature;

b. variazione della superficie delle armature;

c. variazione della costante dielettrica;

d. curve caratteristiche.

spostamento

to

spostamento

1.8a 1

1.8c 1

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