kapacitív érzékelők
Emkoctnoy datchik. nem elektromos átalakító egységek (folyadékszint, mechanikai erők, nyomás, páratartalom stb) az a kapacitás értéke. Szerkezetileg, a kapacitív érzékelő egy síkkal párhuzamos elektromos kondenzátor, vagy hengeres. Megkülönböztetni kapacitív érzékelők. kereset változása alapján a lemezek közötti hézag és azok átfedési terület, deformáció a dielektromos, változó álláspontját, készítmény vagy permittivitás. Leggyakrabban kapacitív érzékelők mérésére használhatók a változó nyomás vagy szinten, pontos mérése mechanikai elmozdulások és m. P.
A berendezés és a működési elvének kapacitív érzékelő
Ábra. 1. Kapacitív érzékelő eszköz
Emkoctny beckontakny érzékelő a következőképpen működik:
- A generátor biztosítja egy elektromos mezőt kölcsönhatás a tárgyat.
- A demodulátor átalakítja egy nagyfrekvenciás változása az oszcillátor amplitúdó változás a DC feszültség.
- A trigger biztosítja a szükséges kapcsolási meredekségét első jel és a hiszterézis értékét.
- A leadott teljesítmény növekszik a kívánt értékre.
- A LED-kijelző mutatja az állapotát a kapcsoló teljesítményt nyújt, a konfiguráció hatékonyságát.
- Vegyület szolgáltatja a szükséges fokú védelmet behatolása ellen a szilárd részecskék és a víz.
- A ház rendelkezik egy kapcsoló egység, védi a mechanikai hatásokkal szemben. Sárgarézből vagy poliamid kész fém termékek.
Az aktív felület a kapacitív közelségérzékelő van kialakítva két fém elektróda, amely elektróda úgy reprezentálható, mint „kihajtott” kondenzátor (lásd. Ábra. 1). Elektródák szerepelnek a visszacsatoló hurokban egy nagyfrekvenciás oszcillátor, amely úgy van kialakítva, oly módon, hogy hiányában egy tárgy közelében az aktív felület, nem generál. Amikor közeledik az aktív felülete a kapacitív közelségérzékelő tárgy kerül az elektromos mező és megváltoztatja a visszacsatolás kapacitás. A generátor kezd rezgéseket hoz létre, amelynek amplitúdója növekszik az objektumot. Az amplitúdó a becsült utáni feldolgozó áramkör kialakítására a kimeneti jel.
A kapacitív közelségérzékelők aktiválódnak mind a villamosan vezető objektumokat, és a dielektromos. Amikor kitett tárgyak villamosan vezető anyagok tényleges maximális érzékelési távolság Sr, és amikor ki vannak téve a tárgyak készült dielektromos anyagok Sr távolság csökken függően dielektromos állandó er anyagot (lásd. Graph Sr függően Er (ábra. 2) és a táblázat permittivitás anyag). Amikor dolgozik tárgyak különböző anyagok különböző dielektromos állandók, akkor szükséges, hogy a grafikon Sr függően Er. Névleges kapcsolási távolság (Sn) és a garantált expozíciós intervallum (Sa), az említett megszakítók a leírások közé tartozik egy földelt fémtárgyat hatása (Sr = 100%). Az összefüggés meghatározására a tényleges távolság ravaszt (Sr): 0,9 Sn 
Ábra. 2. A függőség valódi érzékelési távolság Sr a dielektromos állandója Er a tárgy anyagától
A dielektromos egyes anyagok: Anyag - Er
Ammónia. 16
Araldite. 3.6
Bakelit. 3.6
A benzol. 2.3
Papírt. 2.3
Olajozott papírt. 4.0
Víz. 80
Vinyl. 4.0
Air. 1.0
Hetinaxok. 4.5
Wood. 2-7
Vegyület kábelt. 2.5
Kerozin. 2.2
Márvány. 8.0
Transzformátor olaj. 2.2
Olaj. 2.2
Plexi. 3.2
Poliamid. 5.0
Paraffin. 2.2
Quartz üveg. 3.7
Kvarchomok. 4.5
Polivinil-klorid. 2.9
Polipropilén. 2.3
Polisztirol. 3.0
Polietilén. 2.3
Gumi puha. 2.5
Szilikon gumi. 2.8
Mica. 6.0
Terpentin. 2.2
etil-alkohol. 25.8
Üvegszál. 5.5
Glass. 5.0
Talkum. 1.6
PCB. 7.5
Politetrafluor-etilén (PTFE). 2.0
Porcelán. 4.4
Celluloid. 3.0
Cement. 2.0
Ebonit. 4.0
Szigetelő. 4.0
Toluol. 2.4
Rétegelt lemez. 4.0
Alkalmazások kapacitív érzékelők
Lehetséges alkalmazási kapacitív érzékelők rendkívül sokfélék. Hozzá vannak szokva az ipari folyamatirányító és irányítási rendszerek szinte minden iparágban. A kapacitív érzékelők ellenőrzésére használják kitöltésével tározók folyékony, porszerű vagy szemcsés anyag végálláskapcsolók automatizált sorokat, szállítószalagok, robotok, megmunkáló központok, szerszámgépek, a riasztórendszerek, a pozícionáló különböző mechanizmusok, és így tovább. D. Jelenleg a legelterjedtebb közelítésérzékelők (jelenlétében), amely amellett, a megbízhatóság, számos előnye van. Viszonylag olcsó, proximity szenzor széles skáláját ölelik fel a célpontok alkalmazása minden iparágban.
Tipikus felhasználási területei kapacitív érzékelők az ilyen típusú:
- riasztó tartályok feltöltéséhez a műanyag vagy üveg;
- felügyelet töltési szintje átlátszó csomagolás;
- riasztó szünetet tekercselőhuzal;
- szabályozása szalag feszültség;
- a darab rovására bármilyen, és mások.
A kapacitív érzékelők lineáris és szögletes mozgása a leggyakoribb eszközök széles körben használják a gépgyártás és a közlekedés, az építőipar és az energia, a különböző mérési rendszerek. Viszonylag új eszközök hozta széles ipari alkalmazás az utóbbi években váltak kis méretű kapacitív inklinométerek elektromos kimeneti jel arányos a dőlésszög az érzékelő ..
Mint tudjuk vállalni a következő alapvető körét inklinométerek:
- használja szintező rendszer platform;
- meghatározása a lehajlás és a deformáció a különféle oszlopok és gerendák;
- ellenőrzési billentési szög az utak és vasutak építése, javítása és karbantartása;
- meghatározás autó roll, hajók és víz alatti robotok, felvonók, daruk, földmunkagépek, mezőgazdasági gépek,
- meghatározására szögeltérésének forgó tárgyak különféle - tengelyek, kerekek, hajtómű mind a helyhez kötött és a mobil tárgyakat.
útmér
Nem elektromos mennyiségek mérhető és szabályozható, számos és változatos. Legtöbbjük alkotó egyenes és sarkos mozgásokat. Alapján a kondenzátor, amelyben a villamos térerősség a munkahézagba egyenletesen, minták hozhatók létre kapacitív elmozdulás érzékelő két alapvető típusa van: a változó terület elektródák; változtatható hézagot az elektródák között. Ez elég nyilvánvaló, hogy az előbbi jobban mérésére alkalmas nagy elmozdulások (egyesek, több és több száz milliméter), és a második - a mérés a kis és mikro mozgások (frakciói milliméter mikrométer vagy kisebb).
jeladók
A kapacitív átalakítók szögelfordulási hasonló elvileg egy kapacitív útmérő, ahol a kódoló változó terület is alkalmasabb esetében túl kicsi mérési tartomány (kezdve egység fok), és a kapacitív szenzor változó szögben elforduló játéka sikeresen lehet használni mérésére kis és ultra-alacsony elforduló mozgása. Jellemzően szögelfordulási átalakítók segítségével több keresztmetszeti területe változó kondenzátor lemezeket. Az ilyen érzékelők, az egyik kondenzátor elektródák az objektumhoz erősített tengellyel, és a forgás viszonyítva mozog egy helyhez kötött, változó az A átfedés a kondenzátor lemezeket. Ez viszont változást okoz a kapacitásban, hogy a rögzített mérési kör.
Dőlésmérő (dőlésérzékelő) egy differenciális kapacitív jelátalakító ponyva, amely tartalmaz egy érzékelő elem a kapszula formájában.
Ábra. 3. Eszközök kapacitív dőlésszögmérővel
A kapszula tartalmaz egy szubsztrátumot, két sík elektróda 1 borított egy szigetelőréteggel, és hermetikusan rögzített szerkezetek 2 test belső testüregbe részlegesen fel van töltve egy vezető folyadék 3, ami egy közös elektróda az érzékelő elem. A közös elektróda alkot eltérés kondenzátor sík elektródákat. A kimeneti jel az érzékelő arányos eltérés kapacitás, amely lineárisan függ a ház helyzetét függőleges síkban.
Inclinometer úgy tervezték, hogy a kimeneti jel lineárisan függ a dőlésszög egy - úgynevezett munkasík és gyakorlatilag nincs változás az egyéb jelzések (törött) sík, és annak jele kissé függ a hőmérséklet változására. Annak megállapításához, a sík pozícióját a térben használják, két, szögben álló 90 ° egymással dőlésmérő.
Kis inklinométerek elektromos kimeneti jel arányos a szögérzékelő viszonylag új eszközök. A magas pontosságú, kis méretű, nincsenek mozgó alkatrészek, a könnyű felszerelést a tárgyra, és alacsony ára miatt célszerű használni őket, hogy ne csak a dőlésérzékelőjével, hanem cserélni a szög érzékelő, nem csak a helyhez kötött, hanem a mobil tárgyakat.
Kapacitív érzékelők használatosak ellenőrző rendszerek, folyamat-menedzsment és ellenőrzés az élelmiszer-, gyógyszer-, kémiai és kőolajiparban. Ezek hatásosak folyadékokkal dolgozva, ömlesztett anyagok, cellulóz, viszkózus anyagot (vezetővé és nem vezetővé) és egy kondenzációs körülmények között a por.
A kapacitív jelátalakító mérésére a nem-vezető folyadék tartalmaz két párhuzamosan kapcsolt kondenzátorral.
Az egyik fő szerkezetét a kapacitív nyomásátalakító odnostatornaya amely mérésére abszolút nyomás.
Egy ilyen érzékelő egy fémből sejt, két részre oszlik feszesen sík fém diafragma, amelynek egyik oldalán van egy helyhez kötött elektród szigetelve a ház. membrán elektród képeznek változó kapacitás, amely benne van a mérőáramkör. Amikor a nyomás mindkét oldalán a rekeszizom egyformán kiegyensúlyozott érzékelőt. A változás a nyomás egy a kamrák a membrán torzítja, és megváltoztatja a kapacitív mérési áramkör van rögzítve.
A dvuhstatornoy (eltérés) tervez membrán mozog két rögzített lemezek egyike a két kamra mellékelt referencia nyomást, amely közvetlen mérését eltérés (vagy delta túlzott) nyomáson a legkisebb hibát.
Előnyei kapacitív érzékelők képest más típusú érzékelők
A kapacitív érzékelők kínál számos előnnyel rendelkeznek más típusú érzékelők. Ezek az előnyök a következők:
- megkönnyítik a termelés, a használata olcsó anyagok előállítására;
- kis mérete és súlya;
- alacsony energiafogyasztás;
- magas érzékenység;
- kapcsolat hiánya (bizonyos esetekben - a jelenlegi kollektor);
- hosszú élettartam;
- Azt kell nagyon kis erőfeszítést, hogy a mozgatható része a kapacitív érzékelő;
- könnyen lehet alkalmazni a különböző formáit érzékelő feladatok és struktúrák.
A kapacitív érzékelők méltó a maga egyszerűségében, amely lehetővé teszi, hogy hozzon létre erős és megbízható kialakítás. kondenzátor paraméterek csak attól függ a geometriai jellemzők és nem függ a tulajdonságait a felhasznált anyagok, ha ezek az anyagok megfelelően választjuk. Következésképpen, lehetőség van arra, hogy elhanyagolható a hatása a hőmérséklet-változások a felületi terület és a távolság a lemezek között, megfelelő kiválasztásával a fém bélyegezni és szigetelő lapok rögzítésére őket. Továbbra is csak a megvédje az érzékelő azoktól a környezeti tényezők, amelyek a szigetelés bomlik elektródok közötti, - a portól, a korrózió, a páratartalom, az ionizáló sugárzás.
Értékes minőségi kapacitív érzékelők - kis mennyiségű mechanikai mozgatásához szükséges erőt, hogy a mozgatható részt, arra, hogy módosítsa a szervo rendszer teljesítményének és nagy pontosságú - teszi kapacitív érzékelők nélkülözhetetlen eszközök, melyek esetében csak hiba megengedett századmásodpercekben vagy akár csak néhány ezred százalék.
Hátrányai kapacitív érzékelők
A hátránya, kapacitív érzékelők közé tartoznak:
- viszonylag kis átviteli arány (konverzió);
- magas követelményeket támaszt szűrés a részek;
- annak szükségességét, hogy a munka nagy (összehasonlítva a 50 Hz) frekvencia.
Azonban, a legtöbb esetben elegendő árnyékolás érhető el a tervezés az érzékelő, és a gyakorlat azt mutatja, hogy kapacitív szenzorok jó eredményt adnak a széles körben elterjedt frekvenciája 400 Hz. Inherens kondenzátorok szegélyhatás jelentőssé válik, ha a lemezek közötti távolság hasonló lineáris méreteivel tekinthető felületek. Ez a hatás lehet szüntetni bizonyos mértékig, az őr gyűrű, amely lehetővé teszi, hogy a befolyása elviselni túl a felületi elektródok ténylegesen használt a mérést.
Az alkalmazás a kapacitív kapcsolók fontos, hogy megvédje a hamis riasztásokat, amelyek oka lehet, például kicsapás (hó ragasztás), technológiai folyadékok és munkatársai. (Véletlen érintkezés az üzemeltető a kapcsoló is vezethet kiváltó). Ahhoz, hogy kompenzálják a hatása az eső, a por (az építőanyag gyártó), védőfalak, stb bevezetett állítható érzékenység beépített switch Változatos expozíciós tárgyak, kapacitív érzékelők triggerek, okoz nagy területek, ahol azokat alkalmazzák.
Osztályozása kapacitív érzékelők
A végrehajtás módja minden kapacitív jeladók oszthatjuk odnoemkostnye dvuhemkostnye és érzékelők.
Legutóbbi a differenciálmű és poludifferentsialnymi.
Odnoemkostny érzékelő egyszerű a szerkezete és az egyik kondenzátor változtatható kapacitással. A jelentős hátránya a befolyása a külső tényezők, mint a páratartalom és a hőmérséklet.
Ahhoz, hogy kompenzálják ezeket a hibákat differenciált struktúra. A hátránya az ilyen érzékelők képest odnoemkostnymi hogy szükség van a legalább három (kettő helyett) árnyékolt összekötő vezetékek az érzékelő és a mérési eszköz elnyomja az úgynevezett parazita kapacitások. Ezt a hátrányt azonban fizet egy jelentős növekedés a pontosságot, stabilitást és bővítése alkalmazások az ilyen eszközök.
Bizonyos esetekben, a differenciál kapacitív szenzor létrehozni nehéz mérnöki okok miatt (különös tekintettel a differenciált próbák változó távolság). Azonban, ha és amikor ez a példakénti kondenzátor helyezzük egy csomagban munkások végzik lehetséges szerkezete és kialakítása azonos, méretű, a felhasznált anyagok, nem lesz, feltéve, lényegesen kisebb érzékenysége az egész készülék külső destabilizáló hatások. Ilyen esetekben akkor lehet beszélni poludifferentsialnom kapacitív érzékelő, amely, mint az eltérés vonatkozik dvuhemkostnym.
Sajátosságai dvuhemkostnyh kimeneti paraméter érzékelők, amely képviseli a dimenzió nélküli arány a kétdimenziós fizikai mennyiségeket (a mi esetünkben - a konténerek), ad okot, hogy hívja a kapcsolatot érzékelők. Amikor dvuhemkostnyh érzékelők mérési eszköz nem tartalmazhat egy modellt intézkedések kapacitás, ezáltal növelve a mérési pontosságot.
A vezérlő az ömlesztett szilárd anyag kapacitív érzékelők