Подходит для датчика давления масла Cummins L10 N14 M11 4921485

Емкостный датчик положения

1. Емкостный датчик положения представляет собой бесконтактный датчик положения, который обычно состоит из трех частей: зоны обнаружения, защитного слоя и оболочки. Они могут измерить точное положение цели, но только самого объекта. Если измеряемый объект не является проводящим, все равно полезно измерить его толщину или плотность.

2. При измерении проводящего объекта выходной сигнал не имеет ничего общего с материалом объекта, поскольку для емкостного датчика смещения все проводники являются одним и тем же электродом. Датчики такого типа в основном используются в дисковых накопителях, полупроводниковых технологиях и высокоточных промышленных измерениях, но они требуют очень высокой точности и частотной характеристики. При измерении непроводников емкостные датчики положения обычно используются для обнаружения этикеток, покрытий и измерения толщины бумаги или пленки.

3. Емкостный датчик положения первоначально использовался для измерения расстояния линейного смещения в диапазоне от нескольких миллиметров до нескольких нанометров, а измерение было завершено с использованием электрических характеристик проводимости. Способность объекта накапливать заряд называется емкостью. Распространенным конденсаторным устройством для хранения заряда является пластинчатый конденсатор. Емкость пластинчатого конденсатора прямо пропорциональна площади электрода и диэлектрической проницаемости и обратно пропорциональна расстоянию между электродами. Следовательно, при изменении расстояния между электродами меняется и емкость. Одним словом, емкостный датчик положения использует эту характеристику для завершения определения положения.

4. Типичный емкостный датчик положения включает в себя два металлических электрода, диэлектриком которых является воздух. Один электрод датчика представляет собой металлическую пластину, а другой электрод конденсатора состоит из обнаруживаемого проводящего объекта. Когда между пластинами проводника подается напряжение, между пластинами создается электрическое поле, и две пластины накапливают положительные и отрицательные заряды соответственно. Емкостный датчик положения обычно принимает напряжение переменного тока, что заставляет заряд на пластине регулярно менять полярность, поэтому изменение целевого положения можно обнаружить путем измерения емкости между двумя пластинами.

5. Емкость определяется расстоянием между пластинами, диэлектрической проницаемостью диэлектрика и расстоянием между пластинами. В большинстве датчиков площадь и диэлектрическая проницаемость электродной пластины не изменяются, на емкость между электродом и целевым объектом влияет только расстояние. Следовательно, изменение емкости может показать целевое положение. Благодаря калибровке выходной сигнал напряжения датчика имеет линейную зависимость от расстояния между платой обнаружения и целью. Это чувствительность датчика. Он отражает соотношение изменения выходного напряжения к изменению положения. Единица измерения обычно составляет 1 В/микрон, то есть выходное напряжение меняется на 1 В каждые 100 микрон.

6. Когда в зону обнаружения подается напряжение, на обнаруженном объекте создается рассеянное электрическое поле. Чтобы уменьшить помехи, добавляется защитный слой. Он применяет одинаковую электродвижущую силу на обоих концах зоны обнаружения, чтобы предотвратить утечку электрического поля в пространстве обнаружения. Проводники за пределами других зон обнаружения образуют электрическое поле с защитным слоем и не мешают электрическому полю между целью и зоной обнаружения. Благодаря защитному слою электрическое поле в зоне обнаружения имеет коническую форму. Проецируемая площадь электрического поля, излучаемого электродом обнаружения, на 30% больше площади обнаружения. Поэтому площадь диаметра обнаруживаемого объекта должна быть как минимум на 30% больше площади обнаружения датчика.