* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

8.2. Емкостные датчики давления П о д д е й с т в и е м р а в н о м е р н о г о д а в л е н и я P э л а с т и ч н а я м е м б р а н а будет при¬ обретать с ф е р и ч е с к у ю форму, ч т о п р и в о д и т к приросту е м к о с т и з а счет умень¬ шения расстояния между электродами на величину AC а относительное изменение емкости AC R2 — - ——P, C 85W 0 £ £ 0 K 2 R 4 85 W P, (8.13) (8.14) где R — р а д и у с м е м б р а н ы ; W — ee ж е с т к о с т ь ; 5 — р а с с т о я н и е м е ж д у мембра¬ ной и н е п о д в и ж н ы м э л е к т р о д о м п р и отсутствии и з м е р я е м о г о д а в л е н и я . Т а к и м образом, ч у в с т в и т е л ь н о с т ь е м к о с т н о г о д а т ч и к а д а в л е н и я с эластич¬ ной м е м б р а н о й п р и м а л ы х е е прогибах п р о п о р ц и о н а л ь н а п р и л о ж е н н о м у дав¬ лению. Н е о б х о д и м о о т м е т и т ь , ч т о п о л у ч е н н ы й результат п р и м е н и м т о л ь к о д л я с т а т и ч е с к и х о т к л о н е н и й , к о г д а м о ж н о пренебречь а м о р т и з и р у ю щ и м действи¬ е м т о н к о й в о з д у ш н о й п р о с л о й к и м е ж д у м е м б р а н о й и н е п о д в и ж н ы м электро¬ дом. Эта воздушная подушка значительно увеличивает жесткость и снижает ч у в с т в и т е л ь н о с т ь к д и н а м и ч е с к и м д а в л е н и я м . Д л я с н и ж е н и я амортизирующе¬ го д е й с т в и я в о з д у ш н о й п о д у ш к и д о п р е н е б р е ж и м о м а л о г о з н а ч е н и я непо¬ д в и ж н ы й э л е к т р о д перфорируют [12, 20]. Если в к а ч е с т в е ч у в с т в и т е л ь н о г о э л е м е н т а е м к о с т н о г о п р е о б р а з о в а т е л я д а в л е н и я и с п о л ь з о в а т ь н е э л а с т и ч н у ю , а ж е с т к у ю м е м б р а н у ( р и с . 8.3, б), то у р а в н е н и е п р е о б р а з о в а н и я в э т о м случае будет н е с к о л ь к о и н ы м : — C 16 0 ц 2 ) R 3 4 E5h P, (8.15) где Е — м о д у л ь упругости м а т е р и а л а м е м б р а н ы ; h — е е т о л щ и н а ; ц — коэффи¬ циент Пуассона. Следовательно, чувствительность емкостного датчика давления с жесткой м е м б р а н о й п р и м а л ы х е е прогибах т а к ж е п р о п о р ц и о н а л ь н а д а в л е н и ю и с и л ь н о з а в и с и т от р а з м е р о в м е м б р а н ы ( п р о п о р ц и о н а л ь н а , в ч а с т н о с т и , ч е т в е р т о й сте¬ пени р а д и у с а и обратно п р о п о р ц и о н а л ь н а к у б у т о л щ и н ы м е м б р а н ы ) . При к о н с т р у и р о в а н и и е м к о с т н ы х д а т ч и к о в особое в н и м а н и е следует уде¬ л я т ь в ы б о р у м а т е р и а л о в . Д л я п о л у ч е н и я м и н и м а л ь н о й т е м п е р а т у р н о й погреш¬ ности д е т а л и е м к о с т н о г о ч у в с т в и т е л ь н о г о э л е м е н т а д о л ж н ы б ы т ь и з г о т о в л е н ы из м а т е р и а л о в с н е з н а ч и т е л ь н ы м и и в о з м о ж н о б л и з к и м и з н а ч е н и я м и темпера¬ турных коэффициентов линейного расширения. Например, для изготовления у п р у г и х э л е м е н т о в м о ж н о р е к о м е н д о в а т ь д и с п е р с и о н н о - т в е р д е ю щ и й немаг¬ н и т н ы й с п л а в 55 Б Т Ю , о т л и ч а ю щ и й с я в ы с о к и м и у п р у г и м и с в о й с т в а м и , ста¬ бильностью т е м п е р а т у р н о г о к о э ф ф и ц и е н т а м о д у л я продольной у п р у г о с т и и коррозионной стойкостью. Материалом изоляционных стоек может быть оп­ тическое стекло марки ЛК6. С у щ е с т в е н н ы м я в л я е т с я э л е к т р о с т а т и ч е с к о е э к р а н и р о в а н и е п р о в о д о в ем¬ к о с т н о г о д а т ч и к а . Оно д о л ж н о б ы т ь п р о в е д е н о т а к , ч т о б ы н е о с т а в а л о с ь н е э к р а н и р о в а н н ы х п р о м е ж у т к о в . П о этой п р и ч и н е ч а с т ь к а б е л я д е л а е т с я о б ы ч н о как неотъемлемая составляющая датчика.