Vhodné pro snímač tlaku oleje Cummins L10 N14 M11 4921485

Kapacitní snímač polohy

1.Kapacitní snímač polohy je bezkontaktní snímač polohy, který se obvykle skládá ze tří částí: detekční oblast, ochranná vrstva a plášť. Mohou měřit přesnou polohu cíle, ale pouze objektu. Pokud měřený objekt není vodivý, je stále užitečné změřit jeho tloušťku nebo hustotu.

2.Při měření vodivého předmětu nemá výstupní signál nic společného s materiálem předmětu, protože u kapacitního snímače posuvu jsou všechny vodiče stejnou elektrodou. Tento druh snímače se používá hlavně v diskových jednotkách, polovodičové technologii a vysoce přesném průmyslovém měření, ale vyžaduje velmi vysokou přesnost a frekvenční odezvu. Při použití k měření nevodičů se kapacitní snímače polohy obvykle používají k detekci štítků, povlaků a měření tloušťky papíru nebo filmu.

3. Kapacitní snímač polohy byl původně používán k měření lineární vzdálenosti posunu v rozsahu od několika milimetrů do několika nanometrů a měření bylo dokončeno pomocí elektrických charakteristik vodivosti. Schopnost předmětu ukládat náboj se nazývá kapacita. Běžným kondenzátorovým zařízením pro ukládání náboje je deskový kondenzátor. Kapacita deskového kondenzátoru je přímo úměrná ploše elektrody a dielektrické konstantě a nepřímo úměrná vzdálenosti mezi elektrodami. Když se tedy změní vzdálenost mezi elektrodami, změní se i kapacita. Stručně řečeno, kapacitní snímač polohy využívá tuto charakteristiku k dokončení detekce polohy.

4.Typický kapacitní snímač polohy obsahuje dvě kovové elektrody se vzduchem jako dielektrikem. Jedna elektroda snímače je kovová deska a druhá elektroda kondenzátoru je složena z vodivého předmětu, který má být detekován. Když se mezi desky vodičů přivede napětí, vytvoří se mezi deskami elektrické pole a obě desky uloží kladné a záporné náboje. Kapacitní snímač polohy obvykle používá střídavé napětí, díky němuž náboj na desce pravidelně mění polaritu, takže změnu cílové polohy lze detekovat měřením kapacity mezi dvěma deskami.

5. Kapacita je určena vzdáleností mezi deskami, dielektrickou konstantou dielektrika a vzdáleností mezi deskami. U většiny senzorů se plocha a dielektrická konstanta elektrodové desky nezmění, pouze vzdálenost ovlivní kapacitu mezi elektrodou a cílovým objektem. Změna kapacity tedy může ukázat polohu cíle. Prostřednictvím kalibrace má výstupní napěťový signál snímače lineární vztah se vzdáleností mezi detekční deskou a cílem. To je citlivost snímače. Odráží poměr změny výstupního napětí ke změně polohy. Jednotkou je obvykle 1V/mikron, to znamená, že výstupní napětí se mění o 1V každých 100 mikronů.

6. Po přivedení napětí do detekčního prostoru se na detekovaném objektu vytvoří rozptýlené elektrické pole. Aby se omezilo rušení, je přidána ochranná vrstva. Aplikuje stejnou elektromotorickou sílu na oba konce detekční oblasti, aby se zabránilo úniku elektrického pole v detekčním prostoru. Vodiče mimo jiné detekční oblasti vytvoří elektrické pole s ochrannou vrstvou a nebudou interferovat s elektrickým polem mezi cílem a detekční oblastí. Díky ochranné vrstvě je elektrické pole v detekční oblasti kónické. Promítaná plocha elektrického pole emitovaného detekční elektrodou je o 30 % větší než detekční plocha. Oblast průměru detekovaného objektu proto musí být alespoň o 30 % větší než detekční oblast senzoru.