Підходить для датчика тиску масла Cummins L10 N14 M11 4921485

Ємнісний датчик положення

1. Ємнісний датчик положення - це безконтактний датчик положення, який зазвичай складається з трьох частин: області виявлення, захисного шару та оболонки. Вони можуть вимірювати точне положення цілі, але тільки об'єкта. Якщо вимірюваний об’єкт не є електропровідним, все одно корисно виміряти його товщину або щільність.

2. Під час вимірювання провідного об’єкта вихідний сигнал не має нічого спільного з матеріалом об’єкта, оскільки для ємнісного датчика переміщення всі провідники є одним електродом. Цей тип датчика в основному використовується в дисководах, напівпровідникових технологіях і високоточних промислових вимірюваннях, але він вимагає дуже високої точності та частотної характеристики. При використанні для вимірювання непровідних елементів ємнісні датчики положення зазвичай використовуються для виявлення етикеток, покриттів і вимірювання товщини паперу або плівки.

3. Ємнісний датчик положення спочатку використовувався для вимірювання відстані лінійного зміщення в діапазоні від кількох міліметрів до кількох нанометрів, і вимірювання було завершено за допомогою електричних характеристик провідності. Здатність предмета накопичувати заряд називається ємністю. Поширеним конденсаторним пристроєм для зберігання заряду є пластинчастий конденсатор. Ємність пластинчастого конденсатора прямо пропорційна площі електрода та діелектричній проникності та обернено пропорційна відстані між електродами. Тому при зміні відстані між електродами змінюється і ємність. Одним словом, ємнісний датчик положення використовує цю характеристику для повного визначення положення.

4. Типовий ємнісний датчик положення містить два металеві електроди з повітрям як діелектриком. Один електрод датчика є металевою пластиною, а інший електрод конденсатора складається з провідного об’єкта, який потрібно виявити. Коли між пластинами провідника подається напруга, між пластинами встановлюється електричне поле, і дві пластини зберігають позитивні та негативні заряди відповідно. Ємнісний датчик положення зазвичай приймає напругу змінного струму, яка змушує заряд на пластині регулярно змінювати полярність, тому зміну цільового положення можна виявити шляхом вимірювання ємності між двома пластинами.

5. Електрична ємність визначається відстанню між пластинами, діелектричною проникністю діелектрика та відстанню між пластинами. У більшості датчиків площа та діелектрична проникність електродної пластини не змінюються, лише відстань впливатиме на ємність між електродом і цільовим об’єктом. Таким чином, зміна ємності може показати цільове положення. Через калібрування сигнал вихідної напруги датчика має лінійну залежність від відстані між платою виявлення та ціллю. Це чутливість датчика. Він відображає відношення зміни вихідної напруги до зміни положення. Зазвичай одиницею є 1 В/мікрон, тобто вихідна напруга змінюється на 1 В кожні 100 мікрон.

6. Коли на простір виявлення подається напруга, на виявленому об’єкті створюється розсіяне електричне поле. Для зменшення перешкод додається захисний шар. Він застосовує однакову електрорушійну силу на обох кінцях зони виявлення, щоб запобігти витоку електричного поля в просторі виявлення. Провідники за межами інших зон виявлення створюватимуть електричне поле із захисним шаром і не перешкоджатимуть електричному полю між ціллю та зоною виявлення. Завдяки захисному шару електричне поле в зоні детектування конічне. Проекційна площа електричного поля, випромінюваного електродом виявлення, на 30% більша за площу виявлення. Тому площа діаметра виявленого об'єкта повинна бути принаймні на 30% більшою за зону виявлення датчика.