Prikladno za Cummins L10 N14 M11 Senzor tlaka ulja 4921485

Kapacitivni senzor položaja

1.Kapacitivni senzor položaja je nekontaktni senzor položaja, koji se obično sastoji od tri dijela: područja otkrivanja, zaštitnog sloja i školjke. Oni mogu izmjeriti točan položaj cilja, ali samo objekt. Ako izmjereni objekt nije vodljiv, i dalje je korisno mjeriti njegovu debljinu ili gustoću.

2. Kada mjeri provodljivi objekt, izlazni signal nema nikakve veze s materijalom objekta, jer za kapacitivni senzor pomaka svi su vodiči ista elektroda. Ova vrsta senzora uglavnom se koristi u disku, poluvodičkoj tehnologiji i visoko preciznom industrijskom mjerenju, ali zahtijeva vrlo visoku točnost i frekvencijski odziv. Kada se koriste za mjerenje neprovoditelja, kapacitivni senzori položaja obično se koriste za otkrivanje naljepnica, premaza i mjerenje debljine papira ili filma.

3. Senzor kapacitivnog položaja izvorno je korišten za mjerenje linearne udaljenosti pomaka, u rasponu od nekoliko milimetara do nekoliko nanometara, a mjerenje je dovršeno korištenjem električnih karakteristika vodljivosti. Sposobnost objekta za pohranjivanje naboja naziva se kapacitet. Uobičajeni uređaj kondenzatora za pohranu naboja je kondenzator ploča. Kapacitet kondenzatora ploče izravno je proporcionalan području elektrode i dielektričnoj konstantu, a obrnuto proporcionalan udaljenosti između elektroda. Stoga, kada se udaljenost između elektroda mijenja, kapacitet se također mijenja. Jednom riječju, kapacitivni senzor položaja koristi ovu karakteristiku za dovršavanje otkrivanja položaja.

4. Tipični senzor kapacitivnog položaja uključuje dvije metalne elektrode, s zrakom kao dielektrikom. Jedna elektroda senzora je metalna ploča, a druga elektroda kondenzatora sastoji se od vodljivog objekta koji se otkriva. Kada se primjenjuje napon između ploča vodiča, između ploča se uspostavlja električno polje, a dvije ploče pohranjuju pozitivne naboje i negativne naboje. Kapacitivni senzor položaja obično prihvaća izmjenični napon, što naboj na ploči redovito mijenja polaritet, tako da se promjena ciljanog položaja može otkriti mjerenjem kapacitivnosti između dviju ploča.

5. Kapacitivnost se određuje udaljenom između ploča, dielektričnom konstantom dielektrika i udaljenosti između ploča. U većini senzora, područja i dielektrična konstanta ploče elektrode neće se mijenjati, samo će udaljenost utjecati na kapacitet između elektrode i ciljnog objekta. Stoga promjena kapacitivnosti može pokazati ciljani položaj. Kroz kalibraciju, izlazni naponski signal senzora ima linearni odnos s udaljenom između ploče za otkrivanje i cilja. To je osjetljivost senzora. Odražava omjer promjene izlaznog napona do promjene položaja. Jedinica je obično 1V/ mikron, to jest, izlazni napon mijenja 1V svakih 100 mikrona.

6.Kada se na otkriveni objekt primjenjuje napon na prostor za otkrivanje, generirat će se difuzno električno polje. Da bi se smanjila smetnja, dodaje se zaštitni sloj. Primjenjuje istu elektromotivnu silu na oba kraja područja otkrivanja kako bi se spriječilo da električno polje u prostoru za otkrivanje curi. Provodnici izvan drugih područja otkrivanja formirat će električno polje sa zaštitnim slojem i neće ometati električno polje između cilja i područja otkrivanja. Zbog zaštitnog sloja, električno polje u području otkrivanja je stožasto. Projicirano područje električnog polja koje emitira elektroda za otkrivanje je 30% veće od područja otkrivanja. Stoga, područje promjera otkrivenog objekta mora biti najmanje 30% veće od područja otkrivanja senzora.