Prikladno za Cummins L10 N14 M11 senzor tlaka ulja 4921485

Kapacitivni senzor položaja

1. Kapacitivni senzor položaja je beskontaktni senzor položaja koji se obično sastoji od tri dijela: područje detekcije, zaštitni sloj i ljuska. Mogu izmjeriti točnu poziciju mete, ali samo objekta. Ako mjereni objekt nije vodljiv, ipak je korisno izmjeriti njegovu debljinu ili gustoću.

2. Pri mjerenju vodljivog objekta, izlazni signal nema nikakve veze s materijalom objekta, jer za kapacitivni senzor pomaka, svi vodiči su ista elektroda. Ova vrsta senzora uglavnom se koristi u pogonima diskova, tehnologiji poluvodiča i visokopreciznim industrijskim mjerenjima, ali zahtijeva vrlo visoku točnost i frekvencijski odziv. Kada se koriste za mjerenje nevodiča, kapacitivni senzori položaja obično se koriste za otkrivanje naljepnica, premaza i mjerenje debljine papira ili filma.

3. Kapacitivni senzor položaja izvorno je korišten za mjerenje udaljenosti linearnog pomaka, u rasponu od nekoliko milimetara do nekoliko nanometara, a mjerenje je dovršeno korištenjem električnih karakteristika vodljivosti. Sposobnost predmeta da pohrani naboj naziva se kapacitivnost. Uobičajeni kondenzatorski uređaj za pohranu naboja je pločasti kondenzator. Kapacitet pločastog kondenzatora izravno je proporcionalan površini elektrode i dielektričnoj konstanti, a obrnuto proporcionalan udaljenosti između elektroda. Stoga, kada se promijeni udaljenost između elektroda, mijenja se i kapacitet. Jednom riječju, kapacitivni senzor položaja koristi ovu karakteristiku za potpunu detekciju položaja.

4. Tipični kapacitivni senzor položaja uključuje dvije metalne elektrode, sa zrakom kao dielektrikom. Jedna elektroda senzora je metalna ploča, a druga elektroda kondenzatora sastoji se od vodljivog objekta koji se detektira. Kada se napon primijeni između ploča vodiča, između ploča se uspostavlja električno polje, a dvije ploče pohranjuju pozitivne i negativne naboje. Kapacitivni senzor položaja obično preuzima izmjenični napon, zbog čega naboj na ploči redovito mijenja polaritet, tako da se promjena ciljanog položaja može detektirati mjerenjem kapacitivnosti između dviju ploča.

5. Kapacitet je određen razmakom između ploča, dielektričnom konstantom dielektrika i razmakom između ploča. U većini senzora, površina i dielektrična konstanta ploče elektrode neće se promijeniti, samo će udaljenost utjecati na kapacitet između elektrode i ciljnog objekta. Stoga promjena kapaciteta može pokazati ciljani položaj. Kroz kalibraciju, signal izlaznog napona senzora ima linearan odnos s udaljenošću između ploče za otkrivanje i mete. Ovo je osjetljivost senzora. Odražava omjer promjene izlaznog napona i promjene položaja. Jedinica je obično 1V/mikron, to jest, izlazni napon se mijenja za 1V svakih 100 mikrona.

6. Kada se napon primijeni na prostor detekcije, difuzno električno polje će se generirati na detektiranom objektu. Kako bi se smanjile smetnje, dodaje se zaštitni sloj. Primjenjuje istu elektromotornu silu na oba kraja područja detekcije kako bi spriječio curenje električnog polja u prostoru detekcije. Vodiči izvan drugih područja detekcije formirat će električno polje sa zaštitnim slojem i neće ometati električno polje između mete i područja detekcije. Zbog zaštitnog sloja, električno polje u području detekcije je stožasto. Projicirano područje električnog polja koje emitira detekcijska elektroda je 30% veće od područja detekcije. Stoga područje promjera detektiranog objekta mora biti najmanje 30% veće od područja detekcije senzora.