Kapasitif sensor: aparat və əməliyyat prinsipi. Kapasitif sensorlar: Ərizə

Müasir sənaye, və gündəlik insan insan fəaliyyəti də elektron cihazlar bütün növ olmadan təsəvvür etmək mümkün deyil. Onlar hər şəkildə bizə kömək və əməliyyatları istehsal yerinə yetirmək üçün bəzi onlara olmadan uğur deyil. o "köməkçiləri" üçün də bir kapasitif sensor daxil olmalıdır.

Beləliklə, parametrik növü ilə çeviriciləri çağırıb. bir sıra mühüm parametrləri dəyişən zaman həcmi belə cihazların ölçülməsi capacitance varyasyonları vasitəsilə həyata keçirilir. Sadəcə, təxmin dəyişiklik qoymaq capacitance bəzi xarici amillərin təsiri altında.

kapasitif sensor fəaliyyət prinsipi

Bu nə kapasitif sensorlar var. Onlar çətin deyil, lakin anlamaq üçün əməliyyat prinsipi bir şey bilmək lazımdır. biz capacitor capacitance müəyyən prinsipini yada ilə başlayacaq. Bu hərəkət aşağıdakı düsturla ifadə olunur:

C = εεₒS / δ.

Bu ifadə məktəb fizika kurs çox məlumdur, lakin bu dəyişənlərin hər deməkdir yaddaş və geri, yenilemek üçün zərər deyil:

• S - capacitor plitələr sahəsi.
• E - capacitor dizayn istifadə dielektrik material nisbi permittivity.
• εₒ - fizika kimi pulsuz yer permittivity adlanır.
• δ - belə ki, təyin və ya dielektrik nömrəli və ya maddi bir neçə qat arasında məsafə qalınlığı edilə bilər.

Belə ki, capacitance asanlıqla dəyişə yuxarıda formula. elə dielektrik material boşqab sahəsində hərəkət kifayətdir geçirgenliği ilə plitələr və ya birbaşa arasında məsafə maddi istehsalında istifadə olunur. Buna görə, xüsusi dəyər seçilməsi yalnız cihaz dizaynerlər təyin vəzifələrin siyahısı asılıdır.

adi düz və ya silindrik tutum, daim capacitance bir dəyişiklik gətirib çıxarır məkanında nəzarət hərəkət yaşanır bir boşqab olan - Beləliklə, biz hətta bu baxış konstruktiv nöqtəsi kimi, əlləri ilə bir kapasitif sensor edə bilərsiniz. Bu yuxarıda formula tamamilə kənar təsiri laqeyd yalnız etibarlıdır ki, yadda olmalıdır. Biz bu maddənin son bölməsində bu barədə daha çox danışmaq lazımdır.

Bu elektron texnikası aktiv maddə və digər xüsusiyyətləri ölçüsü tətbiq iş, rütubət, konsentrasiyası, obyektlərin angular və xətti yerdəyişməsi ölçülməsi hesablanması üçün geniş istifadə olunur ki, məlum olmalıdır. Sualın struktur aspektləri ilə bağlı, sonra tay bir dielektrik material astarlı, pin elektrodlar ilə silindrik qutuları, təyyarə-paralel edilir, hətta olmadan bildirib.

Burada kapasitif sensorlar fəaliyyət necə. bəziləri əməliyyat prinsipi böyük ətraflı bilmək lazımdır. Bu yazıda biz sizin üçün faydalı ola bilər ki, bəzi düsturlar verir.

Formula sensorlar müəyyən növ əməliyyat prinsipi təsvir etmək

dielektrik plitələr kifayət qədər asanlıqla ola bilər kvadrat mümkün variasiya ilə Level sensor aşağıdakı tənlik istifadə edərək təsvir:

C = εεₒaH / δ.

Bu halda "X" istifadə elektrodlar üst-üstə düşür uzunluğu aiddir. Buna görə, "a" capacitor plitələr eni bildirir. Bu qurğular onlar angular dəyərlər dəqiq ölçülməsi üçün istifadə olunur sənayenin müxtəlif sahələrində, tətbiq edilmişdir ki, qeyd etmək lazımdır. belə bir vəziyyətdə transducer gücü aşağıdakı ifadə ilə görüntülərini:

C = εεₒ (r₂- r₁) / 2δ * (φₒ-φ).

dəqiq həssaslıq ölçmək üçün, siz bir az fərqli formula istifadə etməlidir:

K = εεₒ (r₂- r₁) / 2δ.

Bizə bu tənliklər bir hissəsi olan dəyişənlərin ilə nəzərdə nə görmək edək:

• r₁ - kondensator plitələr daxili radius;
• r₂ - Eyni nömrəli xarici radius;
• φ - üst-üstə düşür bucağı an (faktiki) dəyərlə ölçülür;
• φₒ - üst-üstə düşür bucağı ilkin dəyəri.

Nəhayət, biz tənzimlənən hava boşluğu ilə kapasitif gauge əməliyyat prinsipi təsvir riyazi ifadə izah:

C = εεₒS / (δₒ-X).

Qabaqcadan aydın δₒ əsas rəsmiləşdirilməsi, məktub X nömrəli kənar eyni məbləği var. diqqət yetirin! statik xüsusiyyətləri ciddi xətti deyil, çünki, növü adətən səviyyəli sensor kəmiyyət 0,1δₒ keçməyəcəyini çox kiçik yerdəyişməsi, ölçmək üçün istifadə olunur. Təbii ki, bu cihazlar yüksək hətta kiçik səhvlər olduqca ciddi problemlər yarada bilər dəqiq mühəndislik tələb olunur.

Onlar harada istifadə etmək olar?

mümkün tətbiqi sahələri son dərəcə müxtəlifdir. Belə ki, faktiki olaraq bütün sənaye bu cihazlar tərəfindən nəzarət edilir əməliyyat cavab bilər. Onlar müxtəlif tanklar doldurulması nəzarət etmək üçün istifadə olunur, və onların məzmunu maye, qaz və ya xüsusi (qaz sensor) ola bilər.

sənaye və normal insan sənaye fəaliyyətinin yayılması Belə cihazları dizayn, daha çox etibarlı və asan edir. Bu simptomlar birləşməsi, onlar hətta son dərəcə aqressiv şəraitdə istifadə edilə bilər ki, yaxşı neft tankerləri keçirir.

Bundan başqa, kapasitif sensor konveyer xətti və ya maşın istehsal mağaza bir limit keçid kimi istifadə edilə bilər. Bu zəruri və müxtəlif mexanizmlərinin ən dəqiq yerləşdirilməsi üçün.

yaxınlığı sensorlar

Amma indi böyük tələbat olan yaxınlığı sensorlar, eyni prinsipi edilir. istifadə çeşidi daha geniş deyil. Bu sənayenin faktiki olaraq bütün növ ilə işləyə bilər qəpik dəyəri cihazlar üçün bağlıdır. Lakin, avadanlıq bu növü ən məşhur tipik sənaye var:

• plastik və ya şüşə hazırlanmış maye dolu şəffaf konteyner nəzarət.
• Oxşar funksiyası hazır məhsul şəffaf materiallardan hazırlanmış qablarda paketlenmiş (uşaqlar da daxil olmaqla) ərzaq məhsullarının istehsalında onların tərəfindən həyata keçirilir. based eyni prinsip və bir kapasitif yanacaq sensor kimi tay iş haqqında.
• dolama tel sınıq mümkün təhlükəli sahələri, monitorinq üçün.
• carrier konveyer zədələnə bilər bənzər yerlərdə nəzarət.
• Fərdi məhsulların növü (kutular, şüşə dönüşüm, qablaşdırma) nəzarət.

Təəccüblü deyil ki, bu elektron cihazlar sensorlar hassas engineering, elektrik enerjisi və bir çox digər sahələrdə müxtəlif ən ümumi edir.

inclinometers

yalnız nisbətən son illərdə geniş yayılmış olmaq Devices gücündə istifadə bucaq sensor mütənasibdir ötürülməsi elektrik Siqnal verən kiçik kapasitif ölçü var.

onların tikintisi mərhələsində platforma alignment sistemi, deflection və texniki dəstək şüaları müxtəlif növ deformasiya müəyyənləşdirilməsi, eləcə də yolun dəqiq nəzarət, dəmir yolu sapma: Bu cihazlar istifadə ən ümumi əsas sahəsində.

Bundan başqa, istifadə belə qurğular ağır yük və digər nəqliyyat vasitələri, lift və sənaye ekskavatorlar roll müəyyən və xüsusilə böyük kənd təsərrüfatı və sənaye maşın üçün bucaq yerdəyişmə dərəcəsi müəyyən.

Çox əhəmiyyətli kapasitif sensorlar yanacaq səviyyəsi neft sənayesində. Onlar hətta bir səfər onlarla və emal neft məhsullarının ton yüz minlərlə keçirmək supertankers istifadə olunur. Bu cihazlar da kondensat çox zəngin formalaşması və toz istehsal sahəsi yüksək dərəcəli (eyni qaz sensor) son dərəcə təsirli.

Onlar mütləq və nisbi təzyiq səviyyəsi ölçü istifadə, eləcə də həqiqətən güclü kondensatorların istifadə olunur təxminən bütün sahələrdə son dərəcə əhəmiyyətlidir dielektrik material, qalınlığı tapa bilərsiniz.

kapasitif sensorlar əsas üstünlükləri

Bu qədər müxtəlif prinsipləri əsasında formalaşır analoji qurğular ilə müqayisədə kapasitif sensor çox üstünlüklərə malikdir ki, qeyd etmək lazımdır. Nin bu Kip əsas üstünlükləri siyahısı edək:

• istehsal, onlar son dərəcə sadədir. Bundan əlavə, ən sadə və ucuz materiallar onların istehsalında istifadə edilə bilər. neft sənayesi əhəmiyyətli obyektlərin istifadə Hətta kapasitif yanacaq səviyyəsi sensorlar son dərəcə təvazökar ölçüsü elektrik enerjisi istehlak mümkün olan en aşağı səviyyədə var. Bütün bu xüsusiyyətləri ilə, onlar tez-tez daha bahalı cihazlar üçün əlçatmaz edir həssaslıq, əla səviyyədə fərqlənir.
• Prinsipcə, bu onun bazasında bir daha az və ya etibarlı və yüksək keyfiyyətli sənaye kondensator kimi istifadə edərək, əlləri ilə bir kapasitif sensor ola bilər.
• onlar əlaqələr yüksək toz və rütubət şəraitində iş son dərəcə faydalı, (çox nadir hallarda cari kollektor istifadə).
• çox uzun ömür, vahid dəfələrlə onların aşağı qiyməti "tutma" üçün idarə edir. Buna görə, (intervalında 1200-1700 rubl olan qiymət olan) kapasitif sensor çox sərfəli əldə edir.
• cihaz daşınar hissəsini hərəkət üçün təəccüblü az səy tələb olunur.
• cihaz yalnız sənaye fəaliyyətində istifadə olunan avadanlıq, demək olar ki, bütün kateqoriyalar ilə birləşdirmək üçün çox asandır.

mənfi aspektləri

Təəssüf ki, hər kapasitif sensor müəyyən dərəcədə avadanlıq bu cür geniş istifadə çətinləşdirir müəyyən çatışmazlıqlar var. Biz daha ətraflı onların siyahısı:

• dönüşüm amil (yəni, ötürülməsi) nisbətən aşağıdır.
• Kiçik ölçüsü və dizayn sadəlik seçim cihazlar keyfiyyəti olduqca yüksək tələblər namizəd olmasına kömək edir.
• Yaxşı kapasitif səviyyəli sensor (və digər oxşar ölçü alətləri) yalnız 50 Hz standart dəyəri çox daha yüksək tezlik səmərəli fəaliyyət göstərə bilər.

əhəmiyyətli Notices

Lakin bütün belə pis deyil. Bir çox istehsalçıları öz strukturunda kiçik dəyişikliklər edərək sensorlar əla kalkan xüsusiyyətləri axtarmaq. istifadə tezliyi kimi, praktikada onlar 400 Hz geniş sənaye dəyərinin gözəl nəticələr göstərir.

Biz artıq kənar təsir məhəl yalnız əsas formula sədaqət haqqında danışdıq. Amma bu, həqiqətən, yalnız dielektrik plitələr arasında məsafə öz ölçüsü müqayisə tədbirdə mənfi təsir göstərə bilər ki, bilmək faydalıdır. Bundan başqa, mənfi təsiri əsasən sadəcə gözətçi üzük istifadə neytrallaşdırmaq bilər. Bu halda, sərhəd təsiri təsiri istifadə plitələr kənara köçürə bilməz.

Bir daha, biz eyni təzyiq sensorları bir qiyamət sabit davamlı və ucuz strukturu yaratmaq üçün imkan verir ki, əlamətdar sadəlik ilə xarakterizə olunur ki, qeyd. Siz seçerseniz dielektrik istifadə doğru həndəsi ölçüləri bilməz xüsusilə narahat belə bir capacitor materialların istehsalında istifadə olunur.

Belə ki, doğru sensor mənzil istehsalı üçün metal möhürü yığıb, bu cihaz və onun qeyri-adekvat oxu capacitance bir dəyişiklik ilə nəticələnə bilər, demək olar cüzi belə güclü temperatur dəyişməsi deyil. Əlbəttə ki, bu hərtərəfli təcrid təzyiq sensorlar və aqressiv ekoloji faktorların digər göstəriciləri yerinə yetirmək üçün lazım obviate deyil. onların sadəlik baxmayaraq, yüksək rütubət və radiasiya yüksək səviyyədə mənfi cihaz etibarlılıq təsir göstərə bilər.

sensorlar təsnifatı

odnoemkostnye və dvuhemkostnye: iki böyük qrupa istehsal sensorlar bütün növ bölüşmək üçün imkan onların istehsalı üçün sənaye proseslərinin istifadə olunur. sonuncu cür diferensial və poludifferentsialnye bölünür. daha ətraflı onları nəzərdən keçirək.

Odnoemkostny cihaz. Bu halda, onların əsas hissəsi bəri çox sadə kapasitif sensor circuit, dəyişən capacitance ilə ən ümumi capacitor edir. Təəssüf ki, belə bir qədər artmışdır rütubət və temperatur göstəriciləri çox maddi təsir dəqiqliyi var. Çünki bu, müxtəlif sensorlar tez-tez qəza var. Belə səhvlər böyüklüyünü neytrallaşdırmaq üçün, fərqli quruluşu istifadə etmək lazımdır.

Dvuhemkostny sensor. Əslində, bu, yalnız belə bir fərqli quruluş var. Bu kapasitif səviyyəli sensor belə bir sxemi ilə istehsal olunur ödəmək üçün tez-tez mümkün deyil. Bu cihazlar əvvəlki modelin əsas çatışmazlıqlar xilas, lakin öz zəif tərəflərini var. Ən əhəmiyyətli əlverişsiz yalnız bu şəkildə qondarma parazitar capacitance yatırmaq bilər, çünki, cihaz özü və səthi arasında iki və ya üç mühafizə teller istifadə etmək lazımdır.

Lakin, bu, asan deyil, bu halda kapasitif sensorlar kifayət qədər mürəkkəb sxem , ignore müqabilində bir çox dəqiq və həssas cihaz almaq çünki.

inşa sensorlar xüsusiyyətləri

(Baxış dizayn baxımından) bir çox hallarda bu cür cihazların yaradılması problemlidir. Siz gücü dəyişən səviyyələri ilə bir sensor yaratmaq istədiyiniz zaman bu xüsusilə doğrudur. Lakin təcrübə bir çox problemi demək olar ki, tamamilə dəqiq kalibrləmə və istehsalında istifadə edilən yüksək performans materiallar həll olunur göstərir. Ən tez-tez istehsalçıları tərəfindən qarşılaşdığı bu çətinliklər sensorlar dvuhemkostnyh.

Ümumiyyətlə, bu tip xüsusiyyətləri ölçü cihazları onlar dəqiq fiziki ifadə və mənası iki fiziki miqdarda (konteynerlər) bir dimensionless nisbəti kimi təmsil oluna bilər. onlar təhlükəsiz adlandırmaq olar ki, "əlaqələr probe". Bu cihazlar (onlara böyük plus!) üstünlüyü ümumiyyətlə onun dizayn həqiqətən ekstremal vəziyyətlərdə və şəraitdə etibarlılığını artırır sərin bir standart tədbirlər ola bilməz ki.

xətti enkoderler xarakteristikası

tez-tez sənaye mühitində nəzarət tələb olunur Bütün qeyri-elektrik dəyərləri, çox müxtəlif və çoxşaxəlidir. ciddi nəzarət tabe tədbirlər əhəmiyyətli hissəsi məkanında səthlərin angular və xətti hərəkəti hətta müxtəlif növ edir. Siz boşluğu tamamilə vahid elektrik sahəsində olan bir capacitor istifadə edərsə, bu elektron sensorlar aşağıdakı iki etmək belə çətin deyil:

• Hansı elektrodlar sahəsi dəyişir.
• elektrodlar arasında dəyişən boşluğu olanlar.

İlk növü hətta qeyd məkanında bəzi bədən hərəkət edə bilərsiniz ikinci sıra istifadə edərək, həqiqətən, böyük hərəkət təyinat üçün ən uyğun olduğunu anlamaq üçün asan, dəyəri olan yalnız bir neçə mikron bərabərdir!

angular kənar müəyyən Sensors

dizayn və məqsədi ilə, ümumiyyətlə, demək olar ki, tamamilə eyni əvvəlki əlaqə növü onlar. kiçik - eynicinsli sensorlar da böyük ölçüləri və elektrodlar özləri arasında dəyişən məsafə ilə istifadə olunmalıdır dəyişən sahəsi elektrodlar var ki, özünü göstərir. Adətən, belə qurğular capacitor plitələr sahəsi dəyişdirilməsi imkanı ilə, multi-bloklu edilir.

Buna nail olmaq üçün ilk elektrod Bu capacitor dielektrik plitələr üst-üstə düşür təmin ikinci dəyişiklik sahəsi mövqeyi nisbətən dəyişir fırlanma daşınar mil müəyyən. Təbii ki, zaman capacitance bir dəyişiklik qeyd edildi.

nəticələr

Belə ki, biz, alətin səviyyəsinin əsas xüsusiyyətləri müzakirə dizayn xüsusiyyətləri, fəaliyyət prinsipi və mümkün texniki həlləri haqqında, proqram öz sahələri haqqında öyrəndim. ci ildə başa düşmək olar ki, kapasitif sensorlar yayılması və onların son dərəcə yüksək populyarlıq belə cihazların çox cəlbedici qiymət və hətta çətin ekoloji şəraitdə uzun həyat əsaslanır.

Bütün bu baxımından bir konstruktiv baxımdan bütün bu metr yalnız onların tətbiqi bir qədər qeyri-adi yolu ilə xarakterizə olunur standart kondensatorların var, ki, mümkün deyil. Lakin, və bir daha geniş prinsipləri iş ötür əks riyazi düsturlar baxaraq özünüz üçün tapa bilərsiniz.