Piemērots Cummins L10 N14 M11 Eļļas spiediena sensoram 4921485

Kapacitatīvās stāvokļa sensors

1. Kapacititīvā stāvokļa sensors ir bezkontakta stāvokļa sensors, kas parasti sastāv no trim daļām: noteikšanas apgabala, aizsargājoša slāņa un apvalka. Viņi var izmērīt precīzu mērķa stāvokli, bet tikai objektu. Ja izmērītais objekts nav vadošs, joprojām ir noderīgi izmērīt tā biezumu vai blīvumu.

2.Paslēdzot vadošu objektu, izejas signālam nav nekā kopīga ar objekta materiālu, jo kapacitīvā pārvietojuma sensora gadījumā visi vadītāji ir vieni un tie paši elektrods. Šāda veida sensoru galvenokārt izmanto diska piedziņā, pusvadītāju tehnoloģijā un augstas precizitātes rūpniecības mērījumos, taču tam nepieciešama ļoti augsta precizitāte un frekvences reakcija. Ja to izmanto, lai izmērītu nevadītājus, kapacitatīvo stāvokļa sensorus parasti izmanto, lai noteiktu etiķetes, pārklājumus un izmērītu papīra vai plēves biezumu.

3.Kapacititīvā stāvokļa sensors sākotnēji tika izmantots, lai izmērītu lineāro pārvietojuma attālumu, sākot no vairākiem milimetriem līdz vairākiem nanometriem, un mērījums tika pabeigts, izmantojot vadītspējas elektriskās īpašības. Objekta spēju uzglabāt lādiņu sauc par kapacitāti. Parastā kondensatora ierīce uzlādes glabāšanai ir plāksnes kondensators. Plāksnes kondensatora kapacitāte ir tieši proporcionāla elektrodu laukumam un dielektriskajai konstantei un apgriezti proporcionāla attālumam starp elektrodiem. Tāpēc, mainoties attālumam starp elektrodiem, mainās arī kapacitāte. Vārdu sakot, kapacitatīvās pozīcijas sensors izmanto šo raksturlielumu, lai pabeigtu pozīcijas noteikšanu.

4.A tipiskais kapacitatīvās stāvokļa sensors ietver divus metāla elektrodus ar gaisu kā dielektrisko. Viens sensora elektrods ir metāla plāksne, bet otrs kondensatora elektrods sastāv no atklājamā vadītāja objekta. Ja starp vadītāja plāksnēm tiek pielietots spriegums, starp plāksnēm tiek izveidots elektriskais lauks, un abās plāksnēs ir attiecīgi pozitīvas uzlādes un negatīvas uzlādes. Kapacitīvas stāvokļa sensors parasti pieņem maiņstrāvas spriegumu, kas regulāri palielina plāksnes maiņu polaritāti, tāpēc mērķa stāvokļa maiņu var noteikt, izmērot kapacitāti starp abām plāksnēm.

5. Kapacitāti nosaka ar attālumu starp plāksnēm, dielektriskā dielektrisko konstanti un attālumu starp plāksnēm. Lielākajā daļā sensoru elektrodu plāksnes laukums un dielektriskā konstante nemainīsies, tikai attālums ietekmēs kapacitāti starp elektrodu un mērķa objektu. Tāpēc kapacitātes maiņa var parādīt mērķa stāvokli. Izmantojot kalibrēšanu, sensora izejas sprieguma signālam ir lineāra saistība ar attālumu starp noteikšanas paneli un mērķi. Tas ir sensora jutīgums. Tas atspoguļo izejas sprieguma izmaiņu attiecību pret pozīcijas izmaiņām. Vienība parasti ir 1 V/ mikrons, tas ir, izejas spriegums maina 1 V ik pēc 100 mikroniem.

6.Kad noteikšanas telpā tiek pielietots spriegums, noteiktā objektā tiks ģenerēts izkliedēts elektriskais lauks. Lai samazinātu traucējumus, tiek pievienots aizsargājošs slānis. Tas piemēro vienu un to pašu elektromotīvo spēku abos noteikšanas apgabala galos, lai novērstu elektrisko lauku noteikšanas telpā. Pārvietojošie vadītāji ārpus citiem noteikšanas apgabaliem veidos elektrisko lauku ar aizsargājošo slāni un netraucēs elektrisko lauku starp mērķi un noteikšanas zonu. Aizsardzības slāņa dēļ elektriskais lauks noteikšanas apgabalā ir konisks. Prognozētais elektriskā lauka laukums, ko izstaro noteikšanas elektrods, ir par 30% lielāks nekā noteikšanas laukums. Tāpēc noteiktā objekta diametra laukumam jābūt vismaz par 30% lielākam nekā sensora noteikšanas laukumam.