Подходящ за сензор за налягане на маслото Cummins L10 N14 M11 4921485

Капацитивен датчик за положение

1. Капацитивен сензор за позиция е безконтактен сензор за позиция, който обикновено се състои от три части: зона за откриване, защитен слой и обвивка. Те могат да измерват точната позиция на целта, но само на обекта. Ако измерваният обект не е проводим, все пак е полезно да се измери неговата дебелина или плътност.

2. Когато измервате проводящ обект, изходният сигнал няма нищо общо с материала на обекта, тъй като за капацитивен сензор за изместване всички проводници са един и същ електрод. Този вид сензор се използва главно в дисково устройство, полупроводникова технология и високопрецизни индустриални измервания, но изисква много висока точност и честотна характеристика. Когато се използват за измерване на непроводници, капацитивните сензори за положение обикновено се използват за откриване на етикети, покрития и измерване на дебелината на хартия или филм.

3. Капацитивният сензор за позиция първоначално е бил използван за измерване на разстоянието на линейно изместване, вариращо от няколко милиметра до няколко нанометра, и измерването е завършено с помощта на електрическите характеристики на проводимостта. Способността на даден обект да съхранява заряд се нарича капацитет. Често срещано кондензаторно устройство за съхранение на заряд е пластинчатият кондензатор. Капацитетът на пластинчатия кондензатор е право пропорционален на площта на електрода и диелектричната константа и обратно пропорционален на разстоянието между електродите. Следователно, когато разстоянието между електродите се промени, капацитетът също се променя. С една дума, капацитивният сензор за позиция използва тази характеристика, за да завърши откриването на позицията.

4. Типичният капацитивен сензор за положение включва два метални електрода с въздух като диелектрик. Единият електрод на сензора е метална пластина, а другият електрод на кондензатора е съставен от проводящ обект, който трябва да бъде открит. Когато се приложи напрежение между проводниковите плочи, между плочите се създава електрическо поле и двете плочи съхраняват съответно положителни и отрицателни заряди. Капацитивният сензор за позиция обикновено приема AC напрежение, което кара заряда на плочата да променя полярността редовно, така че промяната на целевата позиция може да бъде открита чрез измерване на капацитета между двете плочи.

5. Капацитетът се определя от разстоянието между плочите, диелектричната константа на диелектрика и разстоянието между плочите. В повечето сензори площта и диелектричната константа на електродната плоча няма да се променят, само разстоянието ще повлияе на капацитета между електрода и целевия обект. Следователно промяната на капацитета може да покаже целевата позиция. Чрез калибриране сигналът на изходното напрежение на сензора има линейна връзка с разстоянието между платката за откриване и целта. Това е чувствителността на сензора. Той отразява съотношението на промяната на изходното напрежение към промяната на позицията. Единицата обикновено е 1V/микрон, т.е. изходното напрежение се променя с 1V на всеки 100 микрона.

6. Когато се приложи напрежение към пространството за откриване, върху открития обект ще се генерира дифузно електрическо поле. За да се намалят смущенията, се добавя защитен слой. Той прилага една и съща електродвижеща сила в двата края на зоната за откриване, за да предотврати изтичането на електрическото поле в пространството за откриване. Проводниците извън други зони на откриване ще образуват електрическо поле със защитния слой и няма да пречат на електрическото поле между целта и зоната на откриване. Благодарение на защитния слой, електрическото поле в зоната на откриване е конично. Проектираната площ на електрическото поле, излъчвано от детектиращия електрод, е с 30% по-голяма от зоната на детекция. Следователно диаметърът на открития обект трябва да бъде поне 30% по-голям от зоната на детекция на сензора.