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

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
Donde,
P1 y P2 son las presiones aplicadas en las cámaras H y L
CH = capacitancia medida entre la placa fija en el lado P1 y el diafragma sensor.
CL = capacitancia medida entre la placa fija en el lado P2 y el diafragma sensor.
d = distancia entre las placas fijas CH y CL.
Δd = deflexión sufrida por el sensor de diafragma debida a la aplicación de presión diferencial DP =
P1 – P2.
Sabiendo 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 = constante dieléctrica del medio entre las placas del capacitor.
Si se considera CH y CL como las capacitancias de las placas planas y paralelas con áreas
idénticas, entonces:
=
CH
Sin embargo, si la presión diferencial (ΔP) aplicado al elemento capacitivo no desvía el sensor de
diafragma más allá del d/4, es posible suponer que ΔP es proporcional a Δd.
Al desarrollar la expresión (CL - CH)/(CL + CH), se deduce que:
− Δ
CL CH 2 d
Δ = =
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 ΔP 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
Figura 2.1– Célula Capacitiva
∈
A
( )
y
+ Δ
d 2 / d
DIAFRAGMA SENSOR,
POSICION CUANDO
P1 = P2
DIAFRAGMA SENSOR
L
PLACAS FIJAS DEL
CAPACITOR ALTA Y BAJA
CH E CL
∈
A
=
CL
( )
− Δ
d 2 / d
2.1