Ano ang isang capacitive sensor?

Tulad ng ilang iba pang mga uri ng sensor (halimbawa, mga inductive sensor), gumagana ang mga capacitive sensor nang walang pisikal na pakikipag-ugnay sa bagay na iniimbestigahan. Sa madaling salita, ang mga uri ng sensor na ito ay hindi mga contact na aparato. Sa kanilang tulong, ang parehong electrically conductive at non-conductive na mga materyal ay maaaring napansin. Dahil sa pag-aari na ito, maaaring magamit ang mga capacitive sensor sa mga lugar kung saan, halimbawa, ang mga inductive sensor ay hindi nalalapat.

Ano ang isang capacitive sensor, ang istraktura at ang operating mode

Ang ganitong uri ng sensor ay hindi masyadong kumplikado bilang isang aparato at karaniwang binubuo ng:

Mga Enclosure

Ginagawang posible ng katawan na kolektahin ang lahat ng mga elemento sa isang buo. Bilang karagdagan, nagbibigay ito ng maaasahang proteksyon ng mga elemento mula sa panlabas na mga kadahilanan na maaaring makaapekto sa pagiging epektibo nito. Ang katawan ng isang capacitive sensor ay karaniwang gawa sa tanso o polyamide.

Konektor

Ito ay isang espesyal na dagta na pinoprotektahan ang mga elemento ng sensor mula sa kahalumigmigan o iba pang mga nakakapinsalang sangkap.

Trigger

Bumubuo ang gatilyo ng kinakailangang lakas ng signal ng paglipat at ang dami ng hysteresis (ito ang pagkakaiba sa distansya bago lumipat).

Mga LED

Nagbibigay ang mga LED ng mabilis na pag-set up at ipahiwatig ang posisyon ng switch.

Amplifier

Pinapalaki ang output signal sa nais na halaga.

Demodulator

Binabago ng demodulator ang mga oscillation ng mataas na dalas hanggang sa magbago ang boltahe.

Tagabuo

Lumilikha ito ng isang electric field na kumikilos sa object.

Mga elektrod

Ang nagtatrabaho ibabaw ng isang capacitive sensor ay karaniwang dalawang electrode na kumikilos bilang mga plate ng capacitor na konektado sa feedback ng generator. Siya naman ay naka-configure upang mabago ang lakas nito habang papalapit ito sa kinokontrol na bagay.

Bilang isang resulta ng mga panginginig na ito, habang papalapit ang sensor sa isang bagay, bumubuo ang generator ng isang pagtaas ng amplitude, na naproseso at gumagawa ng isang output signal.

Ang mga capacitive sensor ay hinihimok ng mga electrically conductive na mga bagay at dielectrics. Habang papalapit ang isang conductive object, ang distansya ng sensing ay nagiging mas malaki kaysa sa kung ang mga test object ay dielectrics (ang distansya ng reaksyon ay nakasalalay sa pare-pareho ng dielectric).

Gamitin
Ang paggamit ng mga sensor ng ganitong uri ay lubhang malawak at magkakaiba. Malawakang ginagamit ang mga ito sa mga sistemang pang-industriya na proseso ng pagkontrol sa halos lahat ng mga industriya.

Ginagamit ang mga ito sa mga sensor ng paradahan ng kotse at upang makontrol ang pagpuno ng mga tanke ng likido, maramihan at mga gas na sangkap, para sa mga switch sa mga awtomatikong linya, para sa mga machine center, machine, conveyor, alarm system at iba pa.

Mga uri ng capacitive sensor at ang kanilang mga application

Mga sensor ng kalapitan

Sa kasalukuyan, ang isa sa mga pinakakaraniwang ginagamit na capacitive sensor ay ang mga proximity sensor, na, bilang karagdagan sa pagiging lubos na maaasahan, ay may napakalawak na hanay ng mga kalamangan.

Ang mga sensor ng ganitong uri ay ginagamit sa halos lahat ng mga lugar dahil ang mga ito ay napaka-makatuwirang presyo. Ginagamit ang mga ito upang subaybayan ang antas ng pagpuno ng iba't ibang mga lalagyan, kontrolin ang boltahe, upang mag-signal kung sakaling may mga problema sa mga linya ng produksyon at iba pa.

Ang mga capacitive encoder para sa mga anggular at linear na paggalaw

Ang mga sensor ng ganitong uri ay ginagamit sa mga industriya tulad ng mechanical engineering, enerhiya, transportasyon, konstruksyon at iba pa.

Mga inclinometro

Ang mga capacitive inclinometers ay ginagamit sa mga platform ng langis sa leveling system, upang matukoy ang pagpapapangit ng mga suporta, upang masubaybayan at makontrol ang slope ng mga kalsada at riles sa panahon ng kanilang konstruksyon, upang matukoy ang kalidad ng mga kotse, barko, elevator, kagamitan sa pag-aangat, makinarya ng agrikultura upang matukoy ang angular na pag-aalis ng mga umiikot na bagay, tulad ng bilang mga shaft, gears at mekanismo, kapwa nakatigil at maililipat.

Mga sensor ng antas ng capacitive

Ang mga sensor ng ganitong uri ay ginagamit sa mga sistema ng pagsubaybay, regulasyon at kontrol ng mga proseso sa industriya ng pagkain, parmasyutiko, kemikal at petrolyo.

Lubhang mabisa ang mga ito sa paghawak ng mga likido, maramihang materyales, conductive at hindi kondaktibong likidong sangkap, at sa malupit na kapaligiran sa pagtatrabaho sa mga silid o lugar kung saan nag-iipon ang alikabok o paghalay.

Ang mga capacitive sensor ay malawakang ginagamit sa mga industriya na nangangailangan ng tumpak na pagsukat ng kabuuang presyon, kapal ng mga materyal na dielectric, kahalumigmigan, linear at angular deformations, at iba pa.

Pag-uuri ng mga capacitive sensor ayon sa pamamaraan ng kanilang pagpapatupad

Ang lahat ng mga uri ng capacitive sensor ay maaaring nahahati sa dalawang pangkat: mga sensor na may isa at dalawang tanke. Ang huli ay nahahati pa sa pagkakaiba at semi-kaugalian.

Ang mga single-capacitance sensor ay may isang simpleng disenyo at variable na capacitor. Ang uri ng sensor na ito ay may maraming mga kawalan, na nagsasama ng mga makabuluhang impluwensya sa kapaligiran tulad ng halumigmig at temperatura.

Ang kawalan ng mga sensor na may isang disenyo na kaugalian ay naiiba sa mga sensor na may isang solong kapasidad, at ang mga kaugalian ay mayroong hindi bababa sa tatlong mga nag-uugnay na mga wire sa pagitan ng sensor at ng panukat na aparato upang ma-neutralize ang mga negatibong epekto ng halumigmig at temperatura.

Gayunpaman, dahil sa maliit na kawalan nito, ang mga pagkakaiba-iba ng sensor ay makabuluhang taasan ang kanilang katumpakan at katatagan at sa ganyan mapalawak ang kanilang larangan ng aplikasyon.

Mga kalamangan ng capacitive sensor
Kung ihahambing sa mapagkumpitensyang optical, inductive at piezoelectric sensor, ang capacitive sensor ay maraming kalamangan, kabilang ang:

• kadalian ng paggawa - ang mga murang materyales ay ginagamit para sa paggawa ng mga capacitive sensor, na nakakaapekto sa pangwakas na presyo ng produkto;
• maliit na sukat at timbang;
• mababang paggamit ng kuryente;
• mataas na antas ng pagiging sensitibo;
• contactless (hindi nila kailangang malapit sa object ng pag-aaral;
• mahabang buhay ng serbisyo;

Madaling pagbagay ng disenyo ng sensor para sa iba't ibang mga gawain at sukat.

Mga hangganan
Ang ilan sa mga pinakamalaking kawalan ng capacitive sensor ay:

• medyo mababa ang rate ng conversion (transfer);
• ang pangangailangan upang gumana sa isang dalas sa itaas 50 Hz;
• ang pagganap ay maaaring maapektuhan ng alikabok at kahalumigmigan, at ang sensor ay maaaring makakita ng maling pagsukat;
• pagkasensitibo sa temperatura.

Ang mga capacitive sensor ay simpleng idinisenyo, na nagreresulta sa isang matibay at maaasahang disenyo. Ang mga parameter ng capacitor ay nakasalalay lamang sa mga katangian nito at hindi nakasalalay sa mga pag-aari ng mga materyales na ginamit, kung tama ang napili.

Ang problema ng kanilang pagkasensitibo sa temperatura ay maaaring malutas sa pamamagitan ng pagpili ng naaangkop na materyal para sa mga plato at ang naaangkop na pagkakabukod para sa kanilang pangkabit. Nananatili lamang ito upang mapabuti ang kanilang proteksyon laban sa mapanganib na mga epekto ng alikabok, kahalumigmigan at ion radiation, at ang ganitong uri ng mga sensor ay magkakaroon ng isang mas malawak na hanay ng mga application.

At sa wakas, maaari nating buod ...

Ang mga capacitive sensor ay gumagamit ng napakakaunting mekanikal na puwersa na kailangan nila upang ilipat ang gumagalaw na bahagi, ayusin ang output ng system at gumana nang may mataas na katumpakan. Ang lahat ng ito ay gumagawa ng mga sensor na ito na kailangang-kailangan para sa tumpak na pagsukat ng conductive at non-conductive na mga elemento.

Mga Tanong at Sagot:

Ano ang mga capacitive sensor? Single-capacitive, double-capacitive. Sa turn, nahahati sila sa: linear, angular, inclinometers, level sensors, pressure transducers.

Para saan ano ang mga capacitive sensor at paano ito gumagana? Sa ganitong mga sensor, nagbabago ang sinusukat na parameter, dahil sa kung saan nagbabago ang paglaban. Ang ganitong mga sensor ay ginagamit upang i-convert ang mga halaga ng kahalumigmigan, presyon, mekanikal na puwersa, atbp.

Paano gumagana ang isang capacitive level sensor? Sa naturang sensor, dahil sa isang pagbabago sa nasusukat na antas, nagbabago rin ang kapasidad ng kapasitor (ito ay nabuo ng probe at mga dingding ng reservoir - mas maraming likido sa reservoir, mas mataas ang kapasidad).