Operacion; Descripción Funcional - Sensor - SMAR LD301 Manual De Instrucciones, Operación Y Mantenimiento

Sección 2
Descripción Funcional del Sensor
Operación
Los Transmisores de Presión Inteligentes Serie LD301 usan los sensores capacitivos (células
capacitivas) como elementos detectores de presión, como se muestra en la Figura 2.1.
P1
H
Fig. 2.1– Célula Capacitiva
Donde,
P1 y P2 son las presiones en las cámaras H y L
CH =capacitancia entre la placa fija en el lado P1 y el diafragma sensor.
CL =la capacitancia entre la placa fija en el lado P2 y el diafragma sensor.
d = distancia entre las placas fijas CH y CL.
∆d = deflexión del diafragma sensor debida a la presión diferencial DP = P1 – P2.
Sabendo que la capacitancia de un condensador con placas planas y paralelas puede expresarse
como una función de la placa del área (A) y la distancia (d) entre las placas como:
∈
A
=
C
d
Donde,
ε ε ε ε = = = = constante dieléctrica del medio entre las placas del capacitor.
Si se considerar CH y CL como las capacitancias de las placas planas
y paralelas con áreas idénticas, entonces:
∈
=
CH
( d / ) 2
Sin embargo, si la presión del diferencial (∆P) aplicado al elemento capacitivo no desvía el
diafragma sensor más allá del d/4, es posible suponer que ∆P es proporcional a ∆d que es:
∆ α
P ∆
d
Al desarrollar la expresión (CL - CH)/(CL + CH), se deduce que:
− ∆
CL CH 2 d
∆ = =
P
+
CL CH d
Como la distancia (d) entre la placa fija CH y CL es constante, es posible concluir que la expresión
(CL CH)/(CL + CH) es proporcional a ∆P y, por consiguiente, a la presión diferencial a ser medida.
Así es posible concluir que la célula capacitiva es un sensor de presión formado por dos capacitores
de capacitancias varíables, según la presión diferencial aplicada.
CH CL
P2
L
∈
. A
=
CL
y
+ ∆
( d / ) 2
d
DIAFRAGMA SENSOR,
POSICION CUANDO
P1 = P2
DIAFRAGMA SENSOR
PLACAS FIJAS DEL
CAPACITOR ALTA Y BAJA
CH E CL
. A
− ∆
d
2.1