Ada berbagai jenis transduser seumpama transduser kapasitif, transduser tekanan, transduser piezoelektrik, transduser listrik, transduser induktif, transduser resistif, transduser suara, dll. Pada postingan ini, kita akan pelajari apa itu transduser kapasitif, prinsip kerjanya, diagram rangkaian, jenis, dan aplikasi, kelebihan, dan kekurangannya.
Apa itu Transduser Kapasitif?
Transduser dikategorikan ke dalam dua jenis seumpama transduser aktif dan transduser pasif. Transduser aktif yakni salah satu jenis transduser yang tidak memerlukan daya apa pun untuk operasinya. Sedangkan transduser pasif memerlukan daya eksternal untuk operasi mereka dalam proses konversi energi. Transduser ini berada di bawah transduser pasif.Pengertian dari transduser kapasitif yakni untuk mengukur perpindahan (seberapa jauh jaraknya), tekanan dan untuk beberapa kuantitas fisik lainnya, transduser ini lebih disukai. Dalam transduser ini, kapasitansi antara plat bermacam-macam alasannya yakni jarak antara plat, tumpang tindih plat, alasannya yakni pergantian media dielektrik, dll.
Prinsip Kerja Transduser Kapasitif
Diagram di atas menampilkan transduser kapasitif. Prinsip kerja dari transduser kapasitif yakni variabel kapasitansi. Sesuai strukturnya, ini memiliki dua plat logam paralel yang menjaga jarak di antara keduanya. Di antara mereka, media dielektrik (seperti udara) sanggup diisi.Jadi, jarak antara dua plat logam ini dan posisi plat sanggup merubah kapasitansi. Jadi, kapasitansi variabel yakni prinsip dari transduser ini. Perbedaan fundamental antara kapasitor wajar dan transduser kapasitif adalah, plat kapasitor konstan pada kapasitor wajar di mana transduser ini, plat kapasitor yakni keadaan bergerak.
Kapasitansi variabel kapasitor sanggup diukur dengan rumus ini.
Dalam rumus ini:
C menampilkan kapasitansi dari variabel kapasitansi
εo menampilkan permitivitas ruang bebas
εr menampilkan permitivitas relatif
A menampilkan luas plat
D menampilkan jarak antara plat
Kaprikornus menurut rumus, nilai kapasitansi variabel tergantung pada empat parameter penting. Mereka yakni jarak antara plat variabel kapasitor, area pendudukan plat itu, permitivitas ruang bebas, permitivitas relatif dan material dielektrik. Parameter ini sanggup memvariasikan nilai kapasitansi dari variabel kapasitor.
- Perubahan konstanta dielektrik sanggup memvariasikan kapasitansi transduser ini.
- Luas plat transduser ini sanggup memvariasikan nilai kapasitansinya.
- Jarak antara plat sanggup memvariasikan nilai kapasitansi transduser. Metode ini banyak digunakan. Dalam tata cara ini, media dielektrik dan luas plat dijaga konstan. Ketika plat bergerak maka jaraknya bermacam-macam dan ini menciptakan pergantian kapasitansi dari transduser kapasitif.
Diagram Rangkaian Transduser Kapasitif
Diagram rangkaian di bawah menampilkan diagram rangkaian ekivalen dari kapasitif transduser. Perbedaan antara variabel kapasitor dan kapasitor wajar adalah, kapasitansi variabel kapasitor bermacam-macam sedangkan dalam kapasitor normal, nilai kapasitansi yakni tetap & tidak sanggup diubah.
Jenis-jenis Transduser Kapasitif
Menurut struktur transduser kapasitif, mereka yakni empat jenis yang dibahas di bawah ini.- Kapasitansi plat paralel dengan plat persegi panjang.
- Transduser kapasitor silinder.
- Plat paralel setengah lingkaran.
- Merubah dielektrik antara plat paralel.
Kapasitansi Plat Paralel dengan Plat Persegi Panjang
Ini juga disebut jenis datar transduser kapasitif. Dalam jenis transduser ini, satu plat tetap dan plat yang lain sanggup dipindahkan. Dengan kombinasi ini, jarak atau distance-d atau area-A sanggup bervariasi. Ini menciptakan nilai kapasitansi transduser ini.
Jika area A bermacam-macam dan nilai kapasitansi C yakni saat plat memiliki jarak x, maka
C = ε (A-wx) / d
Transduser Kapasitif Silinder
Mengingat panjang silinder yakni L, maka kapasitansi
Transduser Kapasitif Setengah Lingkaran
Jenis transduser kapasitif ini akan berbincang nilai kapasitansi tertinggi saat kedua plat kapasitif saling tumpang tindih. Ini lebih disenangi saat rangkaian memerlukan kapasitansi maksimum.
Dalam transduser kapasitif jenis ini, area A = πr^2/2 dan kapasitansi C = ε πr ^2/2d
Merubah Medium Dielektrik antara Plat Paralel
Ketika medium dielektrik bermacam-macam antara dua plat paralel transduser ini, itu juga memvariasikan kapasitansi transduser.Oleh alasannya yakni itu kapasitansi C = εo (ε1*L1*w + ε2*L2*w)/d
Di sini
L1 dan L2 menampilkan panjang plat 1 dan 2.
W menampilkan lebar plat
D menampilkan jarak antara plat
Kelebihan Transduser Kapasitif
Kelebihan transduser kapasitif dibahas di bawah ini.- Transduser ini berbincang impedansi input yang tinggi. Kaprikornus nilai imbas pemuatan akan terlalu rendah.
- Respons frekuensi transduser ini sungguh tinggi.
- Transduser ini sungguh sensitif.
- Ini menghabiskan daya rendah untuk beroperasi. Jadi, transduser ini disebut perangkat konsumsi daya rendah.
- Resolusi tinggi sanggup dimungkinkan dengan menggunakan transduser ini.
Kekurangan Transduser Kapasitif
Ada beberapa kehabisan dari transduser kapasitif yakni seumpama yang tercantum di bawah ini.- Ini memiliki impedansi output yang tinggi. Karena nilai impedansi output tinggi ini, diinginkan rangkaian rumit untuk mengukur output. Dan rangkaian output mesti berefek untuk menjaga nilai hebat output tinggi ini.
- Transduser ini menampilkan sikap non-linear alasannya yakni imbas tepi.
- Ini tergantung suhu. Nilai suhu eksternal sanggup mensugesti nilai kapasitansi transduser ini.
Aplikasi Transduser Kapasitif
- Transduser ini memiliki banyak sekali aplikasi dalam menyeleksi jumlah seumpama suhu, perpindahan, dan tekanan, dll. Aplikasi transduser kapasitif tercantum di bawah ini.
- Transduser ini memiliki aplikasi di bidang perpindahan linear dan sudut dengan aspek sensitivitas.
- Salah satu aplikasi terbaik transduser ini yakni untuk menerima tingkat kelembaban. Karena nilai kelembaban berubah, nilai kapasitansi transduser ini juga berubah. Dengan nilai ini, kita sanggup mengukur pergantian kelembaban.
- Transduser tekanan kapasitansi variabel berlaku untuk menerima kombinasi tekanan dengan menggunakan kapasitansi variabel.
