Lämplig för Cummins L10 N14 M11 oljetrycksgivare 4921485

Kapacitiv positionssensor

1. Kapacitiv positionssensor är en beröringsfri positionssensor, som vanligtvis består av tre delar: detektionsområde, skyddsskikt och skal. De kan mäta den exakta positionen för målet, men bara objektet. Om det uppmätta föremålet inte är ledande är det fortfarande användbart att mäta dess tjocklek eller densitet.

2.När man mäter ett ledande föremål har utsignalen ingenting att göra med föremålets material, eftersom för en kapacitiv förskjutningssensor är alla ledare samma elektrod. Den här typen av sensorer används huvudsakligen inom diskenhet, halvledarteknik och industriell mätning med hög precision, men den kräver mycket hög noggrannhet och frekvensrespons. När de används för att mäta icke-ledare, används kapacitiva positionssensorer vanligtvis för att detektera etiketter, beläggningar och mäta tjockleken på papper eller film.

3. Kapacitiv positionssensor användes ursprungligen för att mäta det linjära förskjutningsavståndet, från flera millimeter till flera nanometer, och mätningen slutfördes med hjälp av de elektriska egenskaperna för konduktivitet. Ett objekts förmåga att lagra laddning kallas kapacitans. En vanlig kondensatoranordning för laddningslagring är en plattkondensator. Kapacitansen hos plattkondensatorn är direkt proportionell mot elektrodarean och dielektricitetskonstanten, och omvänt proportionell mot avståndet mellan elektroderna. Därför, när avståndet mellan elektroderna ändras, ändras också kapacitansen. Med ett ord, kapacitiv positionssensor använder denna egenskap för att slutföra positionsdetektering.

4. En typisk kapacitiv positionssensor inkluderar två metallelektroder, med luft som dielektrikum. Sensorns ena elektrod är en metallplatta och kondensatorns andra elektrod består av ett ledande föremål som ska detekteras. När en spänning appliceras mellan ledarplattorna bildas ett elektriskt fält mellan plattorna, och de två plattorna lagrar positiva laddningar respektive negativa laddningar. Kapacitiv positionssensor antar vanligtvis växelspänning, vilket gör att laddningen på plattan ändrar polaritet regelbundet, så förändringen av målpositionen kan detekteras genom att mäta kapacitansen mellan de två plattorna.

5. Kapacitansen bestäms av avståndet mellan plattorna, dielektrikumets dielektricitetskonstant och avståndet mellan plattorna. I de flesta sensorer kommer arean och dielektricitetskonstanten för elektrodplattan inte att förändras, bara avståndet kommer att påverka kapacitansen mellan elektroden och målobjektet. Därför kan kapacitansändringen visa målpositionen. Genom kalibrering har sensorns utspänningssignal ett linjärt förhållande till avståndet mellan detektionskortet och målet. Detta är sensorns känslighet. Det återspeglar förhållandet mellan utspänningsändring och positionsändring. Enheten är vanligtvis 1V/ mikron, det vill säga utspänningen ändras 1V var 100:e mikron.

6. När en spänning läggs på detektionsutrymmet kommer ett diffust elektriskt fält att genereras på det detekterade objektet. För att minska störningar läggs ett skyddande lager. Den applicerar samma elektromotoriska kraft i båda ändarna av detektionsområdet för att förhindra att det elektriska fältet i detektionsutrymmet läcker. Ledare utanför andra detekteringsområden kommer att bilda ett elektriskt fält med skyddsskiktet och kommer inte att störa det elektriska fältet mellan målet och detektionsområdet. På grund av skyddsskiktet är det elektriska fältet i detektionsområdet koniskt. Den projicerade arean av det elektriska fältet som emitteras av detekteringselektroden är 30 % större än detektionsområdet. Därför måste diameterområdet för det detekterade objektet vara minst 30 % större än sensorns detekteringsarea.