Kuchni sezuvchi kondansatör - Force-sensing capacitor

A quvvatni sezuvchi kondansatör bu materialdir sig'im o'zgarganda a kuch, bosim yoki mexanik stress qo'llaniladi. Ular "kuchga sezgir kondensatorlar" deb ham nomlanadi. Ular bilan solishtirganda yaxshilangan sezgirlik va takroriylikni ta'minlashi mumkin kuchga sezgir rezistorlar^[1] ammo an'anaviy ravishda yanada murakkab elektronika talab qilingan.^[2]

Ishlash printsipi

Odatda kuchga sezgir bo'lgan kondansatörler parallel plitaning namunalari kondansatörler. Kichik burilishlar uchun qo'llaniladigan kuch va sig'imning o'zgarishi o'rtasida chiziqli bog'liqlik mavjud bo'lib, uni quyidagicha ko'rsatish mumkin:

Imkoniyat, ${ displaystyle C}$, teng ${ displaystyle varepsilon A / d}$, qayerda ${ displaystyle varepsilon}$ bu o'tkazuvchanlik, ${ displaystyle A}$ bu sensorning maydoni va ${ displaystyle d}$ parallel plitalar orasidagi masofa. Agar material chiziqli elastik bo'lsa (shunday qilib) Kancalar to'g'risidagi qonun ), keyin qo'llaniladigan kuch tufayli siljish ${ displaystyle F}$, bo'ladi ${ displaystyle x = F / k}$, qayerda ${ displaystyle k}$ bo'ladi bahor doimiysi. Ushbu tenglamalarni birlashtirib, qo'llaniladigan kuchdan keyin sig'im quyidagicha bo'ladi:

${ displaystyle C = varepsilon A / (d_ {nominal} -F / k)}$, qayerda ${ displaystyle d_ {nominal}}$ - kuch ishlatilmaganda parallel plitalar orasidagi ajratish.

Buni quyidagicha o'zgartirish mumkin:

${ displaystyle C = ( varepsilon Ad_ {nominal} + varepsilon AF / k) / (d_ {nominal} ^ {2} -F ^ {2} / k ^ {2})}$

Buni taxmin qilaylik ${ displaystyle d_ {nominal} ^ {2} >> F ^ {2} / k ^ {2}}$, bu erda kichik deformatsiyalar uchun to'g'ri keladi ${ displaystyle d_ {nominal} >> x}$, biz buni quyidagicha soddalashtirishimiz mumkin:

C ${ displaystyle simeq ( varepsilon Ad_ {nominal} + varepsilon AF / k) / (d_ {nominal} ^ {2})}$

Bundan kelib chiqadiki:

C ${ displaystyle simeq C_ {nominal} + varepsilon AF / kd_ {nominal} ^ {2}}$

C ${ displaystyle simeq C_ {nominal} + BF}$ qayerda ${ displaystyle B = epsilon A / kd ^ {2}}$, bu ma'lum bir sensor uchun doimiydir.

Imkoniyatning o'zgarishini ifodalashimiz mumkin ${ displaystyle Delta C}$ kabi:

${ displaystyle Delta C = BF}$

Ishlab chiqarish

SingleTact qolip yordamida quvvatga sezgir kondensatorlarni ishlab chiqaradi kremniy ning ikki qatlami orasida polimid 0.35 qurish uchun mm qalinligi sensori, kuch 1 ga teng N dan 450 gacha N.^[3] 8 mmli SingleTact nominal sig'imi 75 ga teng pF, bu 2,2 ga oshadi nominal kuch qo'llanilganda pF.^[3]

Foydalanadi

Kuchli sezgir kondensatorlar past profilli kuchga sezgir tugmalarni yaratish uchun ishlatilishi mumkin. Ular tibbiy tasvirlarda qizilo'ngach bosimini xaritalash uchun ishlatilgan^[4][5]va ko'krakni tasvirlash uchun^[6][7] va prostata saratoni.^[8]

Adabiyotlar