Sesuai untuk penderia tekanan minyak Cummins L10 N14 M11 4921485

Sensor kedudukan kapasitif

1. Penderia kedudukan kapasitif ialah penderia kedudukan bukan sentuhan, yang biasanya terdiri daripada tiga bahagian: kawasan pengesanan, lapisan pelindung dan cangkerang. Mereka boleh mengukur kedudukan tepat sasaran, tetapi hanya objek. Jika objek yang diukur tidak konduktif, ia masih berguna untuk mengukur ketebalan atau ketumpatannya.

2. Apabila mengukur objek konduktif, isyarat keluaran tidak ada kaitan dengan bahan objek, kerana untuk sensor anjakan kapasitif, semua konduktor adalah elektrod yang sama. Sensor jenis ini digunakan terutamanya dalam pemacu cakera, teknologi semikonduktor dan pengukuran industri berketepatan tinggi, tetapi ia memerlukan ketepatan dan tindak balas frekuensi yang sangat tinggi. Apabila digunakan untuk mengukur bukan konduktor, penderia kedudukan kapasitif biasanya digunakan untuk mengesan label, salutan dan mengukur ketebalan kertas atau filem.

3. Penderia kedudukan kapasitif pada asalnya digunakan untuk mengukur jarak anjakan linear, antara beberapa milimeter hingga beberapa nanometer, dan pengukuran diselesaikan dengan menggunakan ciri-ciri elektrik kekonduksian. Keupayaan objek untuk menyimpan cas dipanggil kapasiti. Peranti kapasitor biasa untuk penyimpanan cas ialah kapasitor plat. Kapasiti pemuat plat adalah berkadar terus dengan kawasan elektrod dan pemalar dielektrik, dan berkadar songsang dengan jarak antara elektrod. Oleh itu, apabila jarak antara elektrod berubah, kapasitansi juga berubah. Secara ringkasnya, penderia kedudukan kapasitif menggunakan ciri ini untuk melengkapkan pengesanan kedudukan.

4. Penderia kedudukan kapasitif biasa termasuk dua elektrod logam, dengan udara sebagai dielektrik. Satu elektrod sensor ialah plat logam, dan elektrod lain kapasitor terdiri daripada objek konduktif untuk dikesan. Apabila voltan dikenakan di antara plat konduktor, medan elektrik diwujudkan di antara plat, dan kedua-dua plat masing-masing menyimpan cas positif dan cas negatif. Penderia kedudukan kapasitif biasanya menggunakan voltan AC, yang menjadikan cas pada plat menukar polariti dengan kerap, jadi perubahan kedudukan sasaran dapat dikesan dengan mengukur kapasitansi antara dua plat.

5. Kemuatan ditentukan oleh jarak antara plat, pemalar dielektrik dielektrik dan jarak antara plat. Dalam kebanyakan penderia, kawasan dan pemalar dielektrik plat elektrod tidak akan berubah, hanya jarak akan menjejaskan kapasiti antara elektrod dan objek sasaran. Oleh itu, perubahan kapasitansi boleh menunjukkan kedudukan sasaran. Melalui penentukuran, isyarat voltan keluaran penderia mempunyai hubungan linear dengan jarak antara papan pengesanan dan sasaran. Ini adalah sensitiviti sensor. Ia mencerminkan nisbah perubahan voltan keluaran kepada perubahan kedudukan. Unit ini biasanya 1V/ mikron, iaitu voltan keluaran bertukar 1V setiap 100 mikron.

6. Apabila voltan dikenakan pada ruang pengesanan, medan elektrik yang tersebar akan dijana pada objek yang dikesan. Untuk mengurangkan gangguan, lapisan pelindung ditambah. Ia menggunakan daya gerak elektrik yang sama pada kedua-dua hujung kawasan pengesanan untuk mengelakkan medan elektrik dalam ruang pengesanan daripada bocor. Konduktor di luar kawasan pengesanan lain akan membentuk medan elektrik dengan lapisan pelindung dan tidak akan mengganggu medan elektrik antara sasaran dan kawasan pengesanan. Oleh kerana lapisan pelindung, medan elektrik di kawasan pengesanan adalah berbentuk kon. Kawasan unjuran medan elektrik yang dipancarkan oleh elektrod pengesan adalah 30% lebih besar daripada kawasan pengesanan. Oleh itu, kawasan diameter objek yang dikesan mestilah sekurang-kurangnya 30% lebih besar daripada kawasan pengesanan penderia.