Condensateur cylindrique différentiel
On réalise un condensateur cylindrique double. Les armatures externes ont pour
rayon R2 et l'armature interne commune et mobile a pour rayon R1.
Les longueurs utiles des condensateurs (armatures en regard) sont L + x
et L - x.
On pose K = 2pe0 / ln(R2/R1).
Les
capacités sont donc C1 = K.( L - x ) et C2 = K.(
L + x).
La capacité totale est constante et indépendante de la position
de l'armature interne. Cette configuration permet de limiter les effets de bord.
Avec
ce condensateur double, on réalise un pont de Sauty alimenté par la tension
sinusoïdale U = E.sin(wt).
On peut utiliser ce
pont de manière classique : Recherche de l'équilibre, calcul des valeurs de
C1 et de C2 et déduction de la valeur de x.
On
peut aussi maintenir les deux résistances identiques. Dans ces conditions la
tension de la diagonale du pont est VAB = ½E.(C1 - C2)
/ (C1 + C2) = -E.x / 2L.
La phase change de 180°
quand x change de signe.
La tension VAB variant linéairement avec
x, il est facile de déduire la valeur de x de celle la tension ou de réaliser
un asservissement.
Ce dispositif permet la réalisation de capteurs de position
ayant une amplitude de plusieurs centimètres ou de capteurs de pression.
Il
est aussi possible d'utiliser un condensateur double avec des électrodes planes
mais les effets de bord sont plus importants et les amplitudes de déplacements
beaucoup plus faibles.
Le condensateur est représenté en coupe. Le curseur bleu permet de déplacer
l'électrode interne.
Le curseur rouge permet de modifier la valeur des résistances
et d'équilibrer le pont.
La case à cocher permet de modifier le gain du détecteur.