Avalia O Do Efeito Capacitivo Como Sensor2

Avaliação do Efeito Capacitivo como
Sensor de Variáveis Físicas
Raul Fernando Socoloski, Adilson Antonio Rodrigues, Odair Cavalini
Faculdade de Ciências Aplicadas
UNICAMP - Universidade de Campinas
Campus Limeira - São Paulo - Brasil

Resumo: Este trabalho tem por objetivo demonstrar a utilização da variação da capacitância, em capacitores especialmente construídos, para atuar como sensor da variação das grandezas mecânicas nos sistemas de medição, tais como pressão absoluta e pressão relativa, além das medições indiretas de vazão, nível, viscosidade, etc.
Também são avaliadas suas vantagens e desvantagens em relação a outros sensores, tais como relutância variável, piezelétrico e piezo resistivo. É demonstrado o princípio de funcionamento e seu modelo matemático, o que possibilita um estudo da sensibilidade e da linearidade do sensor. Em função desses parâmetros, é possível abrir um leque de possibilidade de aplicações, as quais também são discutidas. Palavras-chave: célula capacitiva, sensor de pressão, sensor de vazão, transmissor de pressão.

I. Introdução
1.1. Contexto histórico
Historicamente, a ideia do capacitor baseou-se na Garrafa de Leiden, inventada acidentalmente em
1746 por Pieter van Musschenbroek, na Universi­ dade de Leyden, Holanda.
A Garrafa de Leyden (cuja ideia também foi precursora das modernas garrafas térmicas) foi a primeira forma de capacitor. Ela era manufaturada em vidro recoberta interna e externamente com metal.
A cobertura interna era conectada a uma vareta que saia pelo gargalo da jarra e terminava numa bola de metal; desta forma, o vidro da jarra comportava-se como o dielétrico armazenador das cargas elétricas e os metais das paredes interna e externa como as armaduras deste capacitor primitivo.
1.2. Princípio de funcionamento do capacitor
Basicamente, um capacitor é formado por dois eletrodos metálicos, os quais são denominados
“armaduras”, sendo elas separadas por um material isolante denominado “dielétrico”.

Quando uma diferença