Lämplig för Cummins L10 N14 M11 Oljetryckssensor 4921485

Kapacitiv positionssensor

1. Kapacitive Position Sensor är en icke-kontaktpositionsensor, som vanligtvis består av tre delar: detekteringsarea, skyddsskikt och skal. De kan mäta målets exakta position, men bara objektet. Om det uppmätta objektet inte är ledande är det fortfarande användbart att mäta dess tjocklek eller densitet.

2. När mätning av ett ledande objekt har utsignalet inget att göra med objektets material, eftersom för en kapacitiv förskjutningssensor är alla ledare samma elektrod. Denna typ av sensor används huvudsakligen i Disk Drive, halvledarteknologi 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 upptäcka etiketter, beläggningar och mäta tjockleken på papper eller film.

3. Kapacitive positionssensor användes ursprungligen för att mäta det linjära förskjutningsavståndet, allt från flera millimeter till flera nanometer, och mätningen avslutades med användning av de elektriska egenskaperna för konduktivitet. Föremålets förmåga att lagra laddning kallas kapacitans. En vanlig kondensatoranordning för laddningslagring är en plattkondensator. Kapacitansen för plattkondensatorn är direkt proportionell mot elektrodområdet och dielektrisk konstant och omvänt proportionell mot avståndet mellan elektroder. Därför, när avståndet mellan elektroderna förändras, förändras kapacitansen också. Med ett ord använder kapacitiv positionssensor denna egenskap för att slutföra positionsdetektering.

4. En typisk kapacitiv positionssensor innehåller två metallelektroder, med luft som dielektriska. En elektrod i sensorn är en metallplatta, och den andra elektroden på kondensatorn består av ett ledande föremål som ska detekteras. När en spänning appliceras mellan ledarplattor upprättas ett elektriskt fält mellan plattorna, och de två plattorna lagrar positiva laddningar respektive negativa laddningar. Kapacitiv positionssensor antar vanligtvis växelström, vilket gör att laddningen på plattan ändrar polaritet regelbundet, så att förändringen av målposition kan upptäckas genom att mäta kapacitansen mellan de två plattorna.

5. Kapacitansen bestäms av avståndet mellan plattorna, dielektriska konstanten för dielektriken och avståndet mellan plattorna. I de flesta sensorer kommer området och dielektriska konstanten för elektrodplattan inte att förändras, bara avståndet kommer att påverka kapacitansen mellan elektroden och målobjektet. Därför kan förändringen av kapacitans visa målpositionen. Genom kalibrering har sensorns utgångsspänningssignal en linjär relation med avståndet mellan detektionskortet och målet. Detta är sensorns känslighet. Det återspeglar förhållandet mellan utgångsspänningsförändring till positionsförändring. Enheten är vanligtvis 1V/ mikron, det vill säga utgångsspänningen ändras 1V varje 100 mikron.

6. När en spänning appliceras på detekteringsutrymmet kommer ett diffus elektriskt fält att genereras på detekterade objektet. För att minska störningar tillsätts ett skyddande skikt. Den tillämpar samma elektromotorskraft i båda ändarna av detekteringsområdet för att förhindra att det elektriska fältet i detekteringsutrymmet läcker. Ledare utanför andra detekteringsområden kommer att bilda ett elektriskt fält med det skyddande skiktet och kommer inte att störa det elektriska fältet mellan målet och detekteringsområdet. På grund av det skyddande skiktet är det elektriska fältet i detekteringsområdet koniskt. Det projicerade området för det elektriska fältet som släpps ut av detektionselektroden är 30% större än detekteringsområdet. Därför måste diameterområdet för det detekterade objektet vara minst 30% större än detekteringsområdet för sensorn.