Apakah sensor kapasitif?

Seperti beberapa jenis sensor lain (misalnya, sensor induktif), sensor kapasitif berfungsi tanpa hubungan fizikal dengan objek yang dikaji. Dengan kata lain, jenis sensor ini adalah alat yang tidak bersentuhan. Dengan bantuan mereka, kedua-dua bahan konduktif elektrik dan bukan konduktif dapat dikesan. Oleh kerana sifat ini, sensor kapasitif dapat digunakan di tempat di mana, misalnya, sensor induktif tidak dapat digunakan.

Apa itu sensor kapasitif, peranti dan modus operasi

Sensor jenis ini tidak terlalu rumit sebagai peranti dan biasanya terdiri daripada:

Lampiran

Sarung ini memungkinkan untuk mengumpulkan semua elemen menjadi satu. Di samping itu, ia memberikan perlindungan elemen yang boleh dipercayai dari faktor luaran yang boleh mempengaruhi keberkesanannya. Pelindung sensor kapasitif biasanya dibuat dari tembaga atau poliamida.

Penyambung

Ini adalah resin khas yang melindungi elemen sensor dari kelembapan atau bahan berbahaya lain.

Pencetus

Pencetus mencipta kekuatan yang diperlukan dari isyarat pensuisan dan nilai histeresis (ini adalah perbezaan jarak sebelum dihidupkan).

LED

LED memberikan persediaan pantas dan menunjukkan kedudukan suis.

Penguat

Meningkatkan output ke nilai yang diinginkan.

Demodulator

Demodulator mengubah ayunan frekuensi tinggi sehingga voltan berubah.

Penjana

Ini mewujudkan medan elektrik yang bertindak pada objek.

Elektrod

Permukaan kerja sensor kapasitif biasanya dua elektrod yang bertindak sebagai plat kapasitor yang disambungkan ke gelung maklum balas penjana. Dia, pada gilirannya, dikonfigurasi untuk mengubah kekuatannya ketika dia mendekati objek terkawal.

Sebagai hasil daripada ayunan ini, ketika sensor mendekati objek, generator menghasilkan amplitud yang semakin meningkat, yang diproses dan membuat isyarat output.

Sensor kapasitif didorong oleh objek konduktif elektrik dan dielektrik. Ketika objek konduktif menghampiri, jarak tindak balas menjadi jauh lebih besar daripada ketika objek ujian dielektrik (jarak tindak balas bergantung pada pemalar dielektrik).

Gunakan
Penggunaan sensor jenis ini sangat besar dan pelbagai. Mereka digunakan secara meluas dalam sistem kawalan proses industri di hampir semua industri.

Mereka digunakan dalam sensor parkir automotif dan untuk mengawal pengisian tangki dengan bahan cair, pukal dan gas, untuk pemutus litar pada talian automatik, untuk pusat mesin, mesin, penghantar, sistem penggera dan lain-lain.

Jenis sensor kapasitif dan aplikasinya

Sensor jarak

Pada masa ini, salah satu sensor kapasitif yang paling sering digunakan adalah sensor jarak, yang, selain sangat dipercayai, mempunyai kelebihan yang sangat luas.

Sensor jenis ini digunakan di hampir semua kawasan, kerana ia mempunyai kos yang sangat berpatutan. Mereka digunakan untuk mengawal tahap pengisian pelbagai kontena, voltan kawalan, untuk memberi isyarat sekiranya terdapat masalah pada lini pengeluaran dan lain-lain.

Sensor kapasitif untuk pergerakan sudut dan linier

Sensor jenis ini digunakan dalam industri seperti kejuruteraan, tenaga, pengangkutan, pembinaan dan lain-lain.

Inklinometer

Inklinometer kapasitif digunakan pada pelantar minyak dalam sistem meratakan, untuk menentukan ubah bentuk penyokong, untuk memantau dan mengawal lereng jalan dan landasan keretapi semasa pembinaannya, untuk menentukan kualiti kereta, kapal, lif, peralatan mengangkat, mesin pertanian untuk menentukan anjakan sudut objek berputar, seperti kedua-dua poros, gear dan mekanisme, tidak bergerak dan mudah alih.

Sensor Tahap Kapasitif

Sensor jenis ini digunakan dalam sistem pemantauan, regulasi dan pengendalian proses dalam industri makanan, farmasi, kimia dan petroleum.

Bahan ini sangat berkesan semasa bekerja dengan cecair, bahan pukal, bahan likat konduktif dan bukan konduktif, serta dalam keadaan kerja yang sukar di bilik atau tempat di mana habuk atau kondensat terkumpul.

Sensor kapasitif digunakan secara meluas dalam industri di mana pengukuran tekanan total yang tepat, ketebalan bahan dielektrik, kelembapan, ubah bentuk linear dan sudut dan lain-lain diperlukan.

Klasifikasi sensor kapasitif dengan kaedah pelaksanaannya

Semua jenis sensor kapasitif boleh dibahagikan kepada dua kumpulan: sensor dengan satu dan dua bekas. Yang terakhir dibahagikan kepada pembezaan dan separa pembezaan.

Sensor dengan satu kapasitans mempunyai reka bentuk yang sederhana dan merupakan kapasitor dengan kapasitans berubah. Sensor jenis ini mempunyai beberapa kelemahan yang merangkumi pengaruh persekitaran yang ketara seperti kelembapan dan suhu.

Kelemahan sensor dengan reka bentuk pembezaan ialah mereka berbeza dengan sensor dengan kapasitansi tunggal, sementara sensor pembezaan mempunyai sekurang-kurangnya tiga wayar penghubung antara sensor dan alat pengukur untuk meneutralkan kesan negatif kelembapan dan suhu.

Walau bagaimanapun, kerana kekurangan kecil ini, sensor pembezaan meningkatkan ketepatan dan kestabilan mereka dengan ketara dan dengan itu memperluas skopnya.

Kelebihan sensor kapasitif
Berbanding dengan sensor optik, induktif dan piezoelektrik yang kompetitif, sensor kapasitif mempunyai banyak kelebihan, termasuk:

• kemudahan pengeluaran - bahan murah digunakan untuk pembuatan sensor kapasitif, yang menjejaskan harga akhir produk;
• saiz dan berat kecil;
• penggunaan kuasa rendah;
• tahap kepekaan yang tinggi;
• tidak bersentuhan (mereka tidak perlu berada di dekat objek kajian;
• hayat perkhidmatan yang panjang;

penyesuaian mudah reka bentuk sensor untuk pelbagai tugas dan ukuran.

Kecacatan
Beberapa kelemahan terbesar sensor kapasitif adalah:

• kadar penukaran (penghantaran) yang agak kecil;
• keperluan untuk bekerja pada frekuensi melebihi 50 Hz;
• habuk dan kelembapan boleh mempengaruhi prestasi, dan sensor dapat mengesan pengukuran yang salah;
• kepekaan suhu.

Sensor kapasitif terkenal kerana kesederhanaannya, yang memungkinkan untuk membuat reka bentuk yang tahan lama dan boleh dipercayai. Parameter kapasitor hanya bergantung pada ciri-cirinya dan tidak bergantung pada sifat bahan yang digunakan, jika ia dipilih dengan betul.

Masalah kepekaan mereka terhadap suhu dapat diselesaikan dengan memilih bahan yang sesuai untuk pelat dan penebat yang sesuai untuk pengancingnya. Ini hanya untuk meningkatkan perlindungan mereka terhadap kesan berbahaya dari sinaran debu, kelembapan dan ion, dan sensor jenis ini akan mempunyai rangkaian aplikasi yang lebih luas.

Dan akhirnya, kita dapat meringkaskan ...

Penderia kapasitif menggunakan sedikit daya mekanikal yang mereka perlukan untuk menggerakkan bahagian yang bergerak, melaraskan output sistem dan beroperasi dengan ketepatan yang tinggi. Semua ini menjadikan penderia ini amat diperlukan untuk pengukuran tepat elemen konduktif dan bukan konduktif.

Soalan dan Jawapan:

Apakah penderia kapasitif? Kapasitif tunggal, kapasitif dua kali. Sebaliknya, mereka dibahagikan kepada: linear, sudut, inclinometer, sensor tahap, transduser tekanan.

Apakah maksud penderia kapasitif dan bagaimana ia berfungsi? Dalam penderia sedemikian, parameter yang diukur berubah, kerana rintangannya berubah. Sensor sedemikian digunakan untuk menukar nilai kelembapan, tekanan, daya mekanikal, dll.

Bagaimanakah penderia tahap kapasitif berfungsi? Dalam sensor sedemikian, disebabkan oleh perubahan dalam tahap yang diukur, kapasitansi kapasitor juga berubah (ia dibentuk oleh probe dan dinding takungan - semakin banyak cecair dalam takungan, semakin tinggi kapasiti).