Alkalmas Cummins L10 N14 M11 4921485 olajnyomás-érzékelőhöz

Kapacitív helyzetérzékelő

1. A kapacitív helyzetérzékelő egy érintésmentes helyzetérzékelő, amely általában három részből áll: érzékelési terület, védőréteg és héj. Meg tudják mérni a célpont pontos helyzetét, de csak a tárgyat. Ha a mért tárgy nem vezető, akkor is hasznos megmérni a vastagságát vagy sűrűségét.

2.Vezetőképes tárgy mérésénél a kimenő jelnek semmi köze a tárgy anyagához, mert egy kapacitív elmozdulásérzékelőnél minden vezető egyforma elektróda. Ezt a fajta érzékelőt főleg lemezmeghajtóban, félvezető technológiában és nagy pontosságú ipari mérésekben használják, de nagyon nagy pontosságot és frekvencia-választ igényel. Ha nem vezető anyagok mérésére használják, a kapacitív helyzetérzékelőket általában címkék, bevonatok észlelésére és a papír vagy fólia vastagságának mérésére használják.

3. A kapacitív helyzetérzékelőt eredetileg a több millimétertől több nanométerig terjedő lineáris elmozdulási távolság mérésére használták, és a mérést a vezetőképesség elektromos jellemzőinek felhasználásával fejezték be. Egy tárgy töltéstárolási képességét kapacitásnak nevezzük. A töltés tárolására szolgáló általános kondenzátor eszköz a lemezes kondenzátor. A lemezkondenzátor kapacitása egyenesen arányos az elektródák területével és a dielektromos állandóval, és fordítottan arányos az elektródák közötti távolsággal. Ezért az elektródák közötti távolság megváltozásakor a kapacitás is megváltozik. Egyszóval, a kapacitív helyzetérzékelő ezt a jellemzőt használja a helyzetérzékelés befejezéséhez.

4.Egy tipikus kapacitív helyzetérzékelő két fémelektródát tartalmaz, amelyekben levegő dielektrikum. Az érzékelő egyik elektródája egy fémlemez, a kondenzátor másik elektródája pedig egy érzékelendő, vezetőképes tárgyból áll. Ha feszültséget kapcsolunk a vezetőlemezek közé, elektromos mező jön létre a lemezek között, és a két lemez pozitív, illetve negatív töltéseket tárol. A kapacitív helyzetérzékelő általában váltakozó feszültséget vesz fel, ami miatt a lemez töltése rendszeresen változtatja a polaritást, így a célpozíció változása a két lemez közötti kapacitás mérésével érzékelhető.

5. A kapacitást a lemezek közötti távolság, a dielektrikum dielektromos állandója és a lemezek közötti távolság határozza meg. A legtöbb érzékelőben az elektródalemez területe és dielektromos állandója nem változik, csak a távolság befolyásolja az elektróda és a céltárgy közötti kapacitást. Ezért a kapacitás változása megmutathatja a célpozíciót. A kalibráció révén az érzékelő kimeneti feszültsége lineáris kapcsolatban áll az érzékelőtábla és a céltárgy távolságával. Ez az érzékelő érzékenysége. A kimeneti feszültség változásának a helyzetváltozáshoz viszonyított arányát tükrözi. Az egység általában 1 V/ mikron, vagyis a kimeneti feszültség 100 mikronként 1 V-ot változik.

6. Amikor feszültséget kapcsolunk az észlelési térre, szórt elektromos mező keletkezik az észlelt tárgyon. Az interferencia csökkentése érdekében védőréteget adnak hozzá. Ugyanolyan elektromotoros erőt fejt ki az érzékelési terület mindkét végén, hogy megakadályozza az érzékelési tér elektromos mezőjének szivárgását. A más érzékelési területen kívüli vezetők elektromos mezőt képeznek a védőréteggel, és nem zavarják a cél és az észlelési terület közötti elektromos mezőt. A védőréteg miatt az érzékelési területen az elektromos tér kúpos. Az érzékelő elektróda által kibocsátott elektromos mező vetített területe 30%-kal nagyobb, mint az érzékelési terület. Ezért az észlelt tárgy átmérőjének legalább 30%-kal nagyobbnak kell lennie, mint az érzékelő érzékelési területének.