Primerno za Cummins L10 N14 M11 Senzor tlaka olja 4921485

Kapacitivni senzor položaja

1. Senzor položaja, ki je na voljo, je senzor položaja brez kontakta, ki je običajno sestavljen iz treh delov: območja zaznavanja, zaščitnega sloja in lupine. Izmerijo lahko natančen položaj cilja, vendar le predmet. Če izmerjeni predmet ni prevoden, je še vedno koristno meriti njeno debelino ali gostoto.

2. Ko merite prevodni predmet, izhodni signal nima nobene zveze z materialom predmeta, saj so za kapacitivni senzor premika vsi vodniki enaka elektroda. Ta vrsta senzorja se uporablja predvsem v diskovnem pogonu, polprevodniški tehnologiji in visoko natančnih industrijskih meritvah, vendar zahteva zelo visoko natančnost in frekvenčni odziv. Kadar se uporablja za merjenje nekonduktorjev, se kapacitivni senzorji položaja običajno uporabljajo za zaznavanje nalepk, premazov in merjenje debeline papirja ali filma.

3. Za merjenje linearne razdalje premika je bil prvotno uporabljen senzor položaja, ki sega od več milimetrov do več nanometrov, meritev pa je bila končana z uporabo električnih značilnosti prevodnosti. Sposobnost predmeta za shranjevanje naboja se imenuje kapacitivnost. Skupna naprava kondenzatorja za shranjevanje naboja je kondenzator plošče. Kapacitivnost kondenzatorja plošče je neposredno sorazmerna s površino elektrode in dielektrično konstanto in obratno sorazmerna z razdaljo med elektrodami. Ko se razdalja med elektrodami spremeni, se spremeni tudi kapacitivnost. Z eno besedo kapacitivni senzor položaja uporablja to značilnost za dokončanje zaznavanja položaja.

4. Tipičen kapacitivni senzor položaja vključuje dve kovinski elektrodi, z zrakom kot dielektrik. Ena elektroda senzorja je kovinska plošča, druga elektroda kondenzatorja pa je sestavljena iz prevodnega predmeta, ki ga je treba zaznati. Ko se med vodniki uporabi napetost, se med ploščami vzpostavi električno polje, obe plošči pa shranita pozitivne naboje in negativne naboje. Kapacitivni senzor položaja običajno sprejme izmenično napetost, zaradi česar se naboj na plošči redno spreminja polarnost, tako da je mogoče spremeniti ciljni položaj z merjenjem kapacitivnosti med obema ploščama.

5. Kapacitivnost je določena z razdaljo med ploščami, dielektrično konstanto dielektrika in razdaljo med ploščami. V večini senzorjev se območje in dielektrična konstanta plošče elektrode ne bosta spremenila, le razdalja bo vplivala na kapacitivnost med elektrodo in ciljnim objektom. Zato lahko sprememba kapacitivnosti pokaže ciljni položaj. S kalibracijo ima signal izhodne napetosti senzorja linearno razmerje z razdaljo med detekcijsko ploščo in ciljem. To je občutljivost senzorja. Odseva razmerje med spremembo izhodne napetosti na spremembo položaja. Enota je običajno 1V/ mikron, to je, da izhodna napetost spremeni 1V na vsakih 100 mikronov.

6. Ko se na prostor za zaznavanje uporabi napetost, se na zaznanem predmetu ustvari razpršeno električno polje. Za zmanjšanje motenj se doda zaščitni sloj. Na obeh koncih območja zaznave uporablja isto elektromocijsko silo, da prepreči uhajanje električnega polja v prostoru za zaznavanje. Vodniki zunaj drugih območij zaznavanja bodo tvorili električno polje z zaščitnim slojem in ne bodo ovirali električnega polja med ciljno in območje zaznavanja. Zaradi zaščitne plasti je električno polje v območju zaznavanja stožčasto. Predvidena površina električnega polja, ki ga oddaja elektroda za odkrivanje, je 30% večje od območja zaznavanja. Zato mora biti premer območja zaznanega predmeta vsaj 30% večja od območja zaznavanja senzorja.