Velegnet til Cummins L10 N14 M11 Olietrykføler 4921485

Kapacitiv positionssensor

1. Kapacitive positionssensor er en ikke-kontaktpositionssensor, der normalt består af tre dele: detektionsområde, beskyttelseslag og skal. De kan måle målets nøjagtige position, men kun objektet. Hvis det målte objekt ikke er ledende, er det stadig nyttigt at måle dens tykkelse eller densitet.

2. Når man måler et ledende objekt, har udgangssignalet intet at gøre med materialet på objektet, for for en kapacitiv forskydningssensor er alle ledere den samme elektrode. Denne form for sensor bruges hovedsageligt i diskdrev, halvlederteknologi og industriel måling med høj præcision, men den kræver meget høj nøjagtighed og frekvensrespons. Når de bruges til at måle ikke-ledere, bruges kapacitive positionssensorer normalt til at detektere etiketter, overtræk og måle tykkelsen af ​​papir eller film.

3. Kapacitive positionssensor blev oprindeligt brugt til at måle den lineære forskydningsafstand, der spænder fra flere millimeter til flere nanometre, og målingen blev afsluttet ved anvendelse af de elektriske egenskaber ved ledningsevnen. Et objekts evne til at gemme ladning kaldes kapacitans. En almindelig kondensatorindretning til opladningsopbevaring er en pladekondensator. Kapacitansen af ​​pladekondensatoren er direkte proportional med elektrodeområdet og dielektrisk konstant og omvendt proportional med afstanden mellem elektroder. Derfor, når afstanden mellem elektroderne ændres, ændres kapacitansen også. Med et ord bruger kapacitiv positionssensor denne karakteristik til at gennemføre positionsdetektion.

4. En typisk kapacitiv positionssensor inkluderer to metalelektroder med luft som dielektrikum. Den ene elektrode af sensoren er en metalplade, og den anden elektrode af kondensatoren er sammensat af et ledende objekt, der skal detekteres. Når der påføres en spænding mellem lederplader, etableres et elektrisk felt mellem pladerne, og de to plader gemmer henholdsvis positive afgifter og negative ladninger. Kapacitiv positionssensor vedtager normalt vekselstrømsspænding, hvilket gør ladningen på pladeændringspolariteten regelmæssigt, så ændringen af ​​målposition kan detekteres ved at måle kapacitansen mellem de to plader.

5. Kapacitansen bestemmes af afstanden mellem pladerne, dielektrikelkonstanten for dielektrikumet og afstanden mellem pladerne. I de fleste sensorer ændres området og dielektrisk konstant af elektrodepladen ikke, kun afstanden vil påvirke kapacitansen mellem elektroden og målobjektet. Derfor kan ændringen af ​​kapacitans vise målpositionen. Gennem kalibrering har udgangsspændingssignalet for sensoren et lineært forhold til afstanden mellem detektionsbordet og målet. Dette er sensorens følsomhed. Det afspejler forholdet mellem outputspændingsændring og positionsændring. Enheden er normalt 1V/ mikron, det vil sige udgangsspændingen ændres 1V hver 100 mikron.

6.Når en spænding påføres på detektionsrummet, genereres et diffus elektrisk felt på det detekterede objekt. For at reducere interferensen tilføjes et beskyttende lag. Det anvender den samme elektromotoriske kraft i begge ender af detektionsområdet for at forhindre, at det elektriske felt i detektionsrummet lækker. Ledere uden for andre detektionsområder vil danne et elektrisk felt med det beskyttende lag og vil ikke forstyrre det elektriske felt mellem målet og detektionsområdet. På grund af det beskyttende lag er det elektriske felt i detektionsområdet konisk. Det projicerede område af det elektriske felt, der udsendes ved detektionselektroden, er 30% større end detektionsområdet. Derfor skal diameterområdet for det detekterede objekt være mindst 30% større end detektionsområdet for sensoren.