Kapacitív szenzor: berendezés működési elve és. A kapacitív érzékelők: application

Modern ipar és a mindennapi emberi emberi tevékenység is, lehetetlen elképzelni anélkül, mindenféle elektronikus eszközök. Ezek segítenek nekünk minden módon, és néhány gyártási műveletek elvégzésére nem sikerül nélkülük. Ahhoz, hogy ezek a „segítők” is tartalmaznia kell egy kapacitív érzékelő.

Az úgynevezett átalakítók által parametrikus típusú. Mérése egy kötet ilyen eszközök révén végezzük variációi kapacitív megváltoztatásakor néhány fontos paraméter függvényében. Egyszerűen fogalmazva, a becsült változást kapacitás hatása alatt néhány külső tényező.

A működési elve a kapacitív szenzor

Ez az, amit a kapacitív érzékelők. A működési elve nem olyan nehéz, de megérteni, hogy meg kell tudni valamit. Először is idézzük meghatározásának elve a kondenzátor kapacitása. Ez a művelet van kifejezve az alábbi képlet adja:

C = εεₒS / δ.

Ez a kifejezés ismert, hogy sok az iskola fizika persze, de nem árt frissíteni a memóriát és a visszahívás, ami azt jelenti, az egyes változók:

• S - területe a kondenzátor lemezeket.
• E - relatív dielektromos a dielektromos anyag alkalmazott kondenzátor design.
• εₒ - mint a fizikában jelölésére permittivitásának szabad hely.
• δ - így lehet kijelölt vagy a vastagsága a dielektrikum, vagy a távolságot a több réteg anyagból.

Így, a fenti képlet, hogy a kapacitás változást könnyen. Elég csak valahogy hatnak a terület a lemez dielektromos anyagú, a távolság a lemezek között, vagy közvetlenül a permeabilitás használt anyag előállításához. Ennek megfelelően, a kiválasztás a különösen értékes kizárólag attól függ, a feladatok listáját, amelyek a készülék tervezők beállítva.

Így azt is, hogy a kapacitív érzékelő a kezét, mint konstruktív szempontból ez - a szokásos lapos vagy hengeres kondenzátor, egy tál, amely folyamatosan tapasztalható szabályozott mozgását a térben, ami változást kapacitás. Emlékeztetni kell arra, hogy a fenti képlet csak akkor érvényes, ha teljesen figyelmen kívül hagyják élhatás. Majd még beszélünk erről az utolsó részben ezt a cikket.

Meg kell ismert, hogy az ilyen elektronikus készülékek széles körben használják mérésére a szögletes és lineáris elmozdulások tárgyak, méretének kiszámítása, az alkalmazott munka, a páratartalom, a hatóanyag koncentrációját és egyéb jellemzőit. Ami a szerkezeti szempontból a kérdést, majd azt mondta bálák készülnek síkkal párhuzamos, a henger alakú házhoz pin elektródák, a bélés egy dielektromos anyag, és anélkül is.

Itt van, hogyan működik kapacitív érzékelők. A működési elve némelyikük kell tudni nagy részletességgel. Ebben a cikkben, hogy bizonyos készítmények, amelyek hasznosak lehetnek az Ön számára.

Formula leírására működési elve bizonyos típusú érzékelők

Szint érzékelő lehetséges variáció a négyzet dielektrikum lemezeket lehet viszonylag könnyen le a következő egyenlet alkalmazásával:

C = εεₒaH / δ.

Az „X” ebben az esetben utal, hogy a hossza az átfedés alkalmazott elektródák. Ennek megfelelően, „a” jelöli a szélessége az a kondenzátor lemezek. Meg kell jegyezni, hogy ezek az eszközök már alkalmazzák a különböző területeken az ipar, ahol azok pontos mérésére használható szögletes értékeket. kapacitása a jelátalakító ilyen esetben megtalálható a következő kifejezés:

C = εεₒ (r₂- R) / 2δ * (φₒ-φ).

Annak érdekében, hogy pontosan mérjük az érzékenység, akkor érdemes használni a képlet kissé eltérő:

K = εεₒ (r₂- R) / 2δ.

Lássuk, mit értünk azokat a változókat, amelyek egy részét ezen egyenletek:

• Ri - belső sugara a kondenzátor lemezek;
• Rz - külső sugara ugyanazon a lemezen;
• φ - pillanatában mért (tényleges) értéke az átfedési szög;
• φₒ - a kezdeti értéke az átfedés szög.

Végül magyarázni a matematikai kifejezés, amely leírja a működési elvét a kapacitív mérőeszköz állítható légrés:

C = εεₒS / (δₒ-X).

Megjósolható, egy primer-clearance δₒ értetődő, az X betű jelentése azonos elmozdulás nagyságát a lemez. Figyeljen! Mivel a statikus jellemzők nem feltétlenül lineáris, tipikusan az érzékelő típusának mérésére alkalmazott igen kis elmozdulások, amely nem haladja meg a mennyiséget 0,1δₒ. Természetesen ezek az eszközök erősen követelte a precíziós gépgyártásban, ahol még kisebb hibák okozhatnak komoly problémát.

Hol lehet őket használni?

Területek esetleges alkalmazása rendkívül sokfélék. Így gyakorlatilag minden iparágban találkozhatunk a művelet, amely által ellenőrzött ezeket az eszközöket. Ezeket használják, hogy szabályozza a töltelék a különböző tartályok, és azok tartalmának lehet folyékony, gáz-halmazállapotú vagy szemcsés (gázérzékelő).

Prevalenciája az ipari és a normális emberi ipari tevékenység magasabb, megbízhatóbb és könnyebb tervezni egy ilyen eszköz. A kombináció a fenti tünetek, annyira jó, hogy lehet használni, még rendkívül agresszív körülmények tart olajszállító tartályhajók.

Továbbá a kapacitív érzékelőt lehet használni, mint egy végálláskapcsoló a szállítószalagon vagy gépgyártás bolt. Szükség van, és a legtöbb pontos helymeghatározás különféle mechanizmusokat.

közelítésiniciátorok

De most nagy a kereslet közelítésérzékelők, amelyek készült pontosan ugyanezt az elvet. A tartomány a használatuk még szélesebb. Ez annak köszönhető, hogy a filléres költség eszközök, amelyek a munka szinte minden típusú iparágban. Vannak azonban olyan tipikus iparág, ahol ilyen típusú berendezések a legnépszerűbb:

• Vezérlése a folyadékkal töltött, átlátszó edények műanyag vagy üveg.
• Hasonló funkciót hajtja végre őket a élelmiszertermékek gyártásánál (gyermekeket is beleértve), ahol a kész terméket tartályokba csomagolt átlátszó anyagból készül. Ugyanezen elv alapján és a munka a bála kapacitív üzemanyag szenzor.
• Felügyeletéért veszélyes területeken, ahol lehetséges törött tekercselőhuzal.
• Irányítsd hasonló helyeken, ahol a hordozó szállítószalag károsodhat.
• Egyénileg vezérlik a típusú termékek (átalakítása kannák, palackok, csomagolás).

Nem meglepő, hogy ezek az elektronikus berendezések a leggyakoribb a mérnöki, az energiatermelés és számos más iparágban különböző érzékelők.

inklinométerek

Eszközök, amelyek váltak általánossá csak viszonylag elmúlt években kis méretű kapacitív inclinometer amelynek átviteli elektromos kimenő jel, amelynek nagysága egyenesen arányos az érzékelő használni.

A leggyakoribb fő területe az ilyen eszközök használata: platform rendszer összehangolása, meghatározása a lehajlás és a deformáció a különféle technikai támogatást gerendák, valamint a pontos szabályozás a közúti, vasúti pálya eltérése a szakaszában az építési.

Sőt, az ilyen eszközök határozzák meg a tekercs a nehéz teherautók és egyéb járművek, liftek és ipari kotrógépek, és megtudni, milyen mértékben szögelfordulás a mezőgazdasági és ipari gépek, különösen nagy.

Nagyon fontos kapacitív érzékelők üzemanyag szint az olajiparban. Ezeket használják még a szupertankerek hogy készítsen egy utazás tíz- és százezer tonna finomított olajtermékek. Ezek az eszközök rendkívül hatékony, még a nagyon bőséges kondenzátum képződését, és a magas fokú por termelési területen (ugyanaz a gáz érzékelő).

Úgy találják, ezek alkalmazása mérési eredmények az abszolút és relatív nyomás szintje, valamint a vastag dielektromos anyag, ami rendkívül fontos szinte minden iparágban, ahol igazán nagy kondenzátorokat alkalmaznak.

A fő előnye a kapacitív érzékelők

Meg kell jegyezni, hogy a kapacitív érzékelő számos előnye van, ha összehasonlítjuk a hasonló eszközök vannak kialakítva némileg eltérő elveket. Nézzük sorolja a fő előnye ezeknek kip:

• A gyártás, ezek rendkívül egyszerű. Ezen túlmenően, a legegyszerűbb és legolcsóbb anyagokat lehet használni a saját termelés. Még kapacitív üzemanyagszint-érzékelő használható az olajipar fontos tárgyak rendkívül szerény mérete a lehető legkisebb fogyasztás szintje az elektromos energiát. Mindezekkel jellemzők eltérnek kiváló érzékenység szintje, ami gyakran elérhetetlen a drágább eszközök.
• Elvileg ez lehet egy kapacitív érzékelő a kezét használva, mint az alap többé-kevésbé megbízható és magas színvonalú ipari kondenzátor.
• A kapcsolatok vannak (nagyon ritkán használják a áramkollektor), ami rendkívül előnyös a munka feltételek a magas por és nedvesség.
• rendkívül hosszú élettartam, a készülék többször sikerül „visszaszerezni” az alacsony költségek. Ennek megfelelően, a kapacitív szenzor (az ár, amely a tartomány 1200-1700 rubelt) rendkívül nyereséges megszerzése.
• Mert a mozgatható részét a készülékre van szükség, hogy meglepően kevés erőfeszítéssel.
• A készülék nagyon könnyen kombinálható szinte minden kategóriában a berendezés, amely csak az ipari tevékenységet.

negatívumok

Sajnos, minden kapacitív szenzor bizonyos hátrányai, amelyek bizonyos mértékig bonyolítja a széles körben elterjedt az ilyen típusú berendezések. Mi felsorolni őket részletesebben:

• konverziós tényező (azaz átviteli) viszonylag alacsony.
• Kis mérete és egyszerű konstrukció hozzájárul az a tény, hogy a jelölt meglehetősen magas követelményeket támaszt a minőségi szűrés eszközök.
• Jó kapacitív szintérzékelő (és egyéb hasonló mérőműszerek) működhet hatékonyan kizárólag gyakorisággal sokkal magasabb, mint a normál érték 50 Hz.

fontos közlemények

Azonban minden nem is olyan rossz. Sok gyártó törekszik kiváló árnyékoló tulajdonságait a szenzorok által, hogy kisebb változások a szerkezetet. Ami a használat gyakoriságától, a gyakorlatban mutatnak kiváló eredményeket széles körben elterjedt ipari értéke 400 Hz.

Már beszéltünk hűség az alapvető képlet csak akkor, ha figyelmen kívül hagyja a széle hatása. De ez hasznos tudni, hogy valóban van egy negatív hatás csak abban az esetben, hogy a távolság a dielektromos lemezek hasonlítható saját méretét. Ezen túlmenően, a negatív hatás lehet nagyrészt semlegesíteni egyszerűen a védőgyűrű. Ebben az esetben, a hatása átnyúló hatások nem viheti át jóval a használt lemezeket.

Ismét megjegyezzük, hogy ugyanaz a nyomás érzékelők jellemzi méltó egyszerűség, amely lehetővé teszi, hogy hozzon létre egy csodálatosan stabil, tartós és olcsó szerkezet. Ha úgy dönt, a megfelelő geometriai méretei használt dielektromos használják a termelés az ilyen kondenzátort anyagok nem különösen aggódik.

Így, helyesen felvette a fémbélyegzővel gyártásához szenzorház, ez gyakorlatilag elhanyagolható még az erős hőmérséklet-ingadozások, amelyek megváltozását eredményezheti kapacitásváltozás a készülék és annak nem megfelelő mérést. Persze, ez nem teszi szükségtelenné, hogy végre alaposan izolált nyomás szenzorok és egyéb ilyen mutatók az agresszív környezeti tényezők. Annak ellenére, hogy az egyszerűség, magas páratartalom és emelt szintű sugárzást negatívan befolyásolja a megbízhatóságát az eszköz.

besorolása érzékelők

Az ipari folyamatokban használt azok gyártási megosztását teszik lehetővé minden típusú érzékelők, amelyeket két nagy csoportra: odnoemkostnye és dvuhemkostnye. Az utóbbi fajta oszlik eltérés és poludifferentsialnye. Nézzük őket részletesebben.

Odnoemkostny eszközt. Ebben az esetben a kapacitív érzékelő áramkör rendkívül egyszerű, mivel ezek nagy része a leggyakoribb kondenzátor változtatható kapacitással. Sajnos még enyhén megnövekedett páratartalom és a hőmérséklet a pontosságát jelzések nagyon érezhető hatása. Emiatt vannak különböző érzékelők gyakran meghibásodás. Ahhoz, hogy semlegesítse a nagysága az ilyen hiba, akkor kell használni a differenciált struktúra.

Dvuhemkostny érzékelőt. Valójában ez csak egy ilyen differenciált struktúra. Gyakran lehet találkozni a kapacitív érzékelő által gyártott ilyen rendszer. Ezeket az eszközöket szállított a fő hátránya a korábbi modell, de a saját gyengeségeit. A legjelentősebb hátrány az, hogy szükség van a két vagy három árnyékolt huzalok közötti maga az eszköz és a felület, mert csak ilyen módon lehet elnyomni az úgynevezett parazita kapacitás.

Azonban egy meglehetősen bonyolult rendszer kapacitív érzékelők ebben az esetben könnyen figyelmen kívül hagyni, mert cserébe kapsz egy rendkívül pontos és érzékeny eszközt.

építése érzékelők sajátosságai

Sok esetben (a tervezés szempontjából) létrehozása az ilyen eszközök problematikus. Ez különösen igaz, ha azt szeretné, hogy hozzon létre egy érzékelőt különböző szintű kapacitás. A tapasztalat azonban azt mutatja, hogy sok a probléma megoldódott szinte teljesen pontos kalibráció és nagy teljesítményű használt anyagok gyártása. Leggyakrabban ezek a nehézségeket, amelyeket a termelők dvuhemkostnyh érzékelők.

Általában a specifitását az ilyen típusú mérési eszközök , hogy azok is képviselheti egy dimenzió nélküli arány két fizikai mennyiség (konténerek), amelyek pontos fizikai kifejezés és jelentése. Annak érdekében, hogy akkor lehet biztonságosan úgynevezett „tapogatja le a kapcsolatot.” Az előnye, hogy ezeket az eszközöket (ezeket hatalmas plusz!), Hogy általában nem lehet a tervezési néhány szokásos intézkedéseket, hogy hűvös növeli a megbízhatóságot, az igazán extrém helyzetek és körülmények között.

Jellemzése útmérőrendszerei

Minden nem elektromos értékek, amelyeket gyakran szükség van, hogy ellenőrizzék az ipari környezetben, rendkívül változatos és sokoldalú. Jelentős része az intézkedéseket, amelyek szigorú ellenőrzés, hogy Sarki és lineáris mozgásokat még különböző térbeli felületek. Ha egy kondenzátor, amely teljesen egyenletes elektromos mezőt a különbség, ez nem olyan nehéz, hogy az elektronikus érzékelők kettőt a következő típusok:

• Amely területen az elektródák változó.
• Azok, akik egy változó az elektródák közötti távolság.

Ez könnyen belátható, hogy az első típusú a legmegfelelőbb rögzítéséről igazán nagy mozgás, míg a második fajta lehet észre még néhány test mozgását a térben, amelynek értéke egyenlő csak néhány mikron!

Érzékelők meghatározására szögelfordulási

Általában a tervezés és a célt, hogy szinte teljesen azonos az előző érintkezés típusát. Hasonlóság abban nyilvánul meg, hogy az érzékelők elektródák egy változó területet is fel kell használni a nagyobb méretek és egy változtatható az elektródok közötti távolság magukat - kicsi. Jellemzően, az ilyen eszközök készülnek multi-szekcionált, azzal a lehetőséggel, változó a terület a kondenzátor lemezeket.

Ennek elérése érdekében, hogy az első elektróda rögzítve a mozgatható tengely forgása, amely megváltoztatja a pozícióját a második változás, hogy biztosítja az átfedés a dielektrikum lemezeket a kondenzátort. Természetesen, ha rögzített változás kapacitás.

megállapítások

Így megbeszéltük az alapvető jellemzői a szint az eszköz, értesült az alkalmazási területen, a tervezési funkciók, az elv a cselekvés és a lehetséges műszaki megoldások. Mint tudod megérteni a cikkből, a prevalenciája kapacitív érzékelők és a rendkívül nagy népszerűségnek alapul nagyon kedvező áron az ilyen eszközök és a hosszú élettartamot még nehéz környezeti körülmények között.

Mindez annak köszönhető, hogy az a tény, hogy egy konstruktív szempontból mindezek méter csak szabványos kondenzátorok, amelyek jellemzik egy kissé szokatlan módon azok alkalmazását. Azonban lehet, és találd meg a választ, ismét nézi a matematikai képletek, amely nagyjából elveket tükrözik kip munkát.