เซ็นเซอร์ capacitive คืออะไร?

เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์ประเภทอื่น ๆ (เช่นเซ็นเซอร์อุปนัย) เซ็นเซอร์แบบ capacitive จะทำงานโดยไม่มีการสัมผัสทางกายภาพกับวัตถุที่อยู่ระหว่างการตรวจสอบ กล่าวอีกนัยหนึ่งเซ็นเซอร์ประเภทนี้เป็นอุปกรณ์ที่ไม่สัมผัส ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาสามารถตรวจพบทั้งวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและไม่นำไฟฟ้าได้ เนื่องจากคุณสมบัตินี้จึงสามารถใช้เซ็นเซอร์แบบ capacitive ในสถานที่ที่ไม่สามารถใช้เซ็นเซอร์อุปนัยได้ตัวอย่างเช่น

เซ็นเซอร์ capacitive คืออะไรโครงสร้างและโหมดการทำงาน

เซ็นเซอร์ประเภทนี้ไม่ซับซ้อนเท่าอุปกรณ์และมักประกอบด้วย:

การเคหะ

ร่างกายทำให้สามารถรวบรวมองค์ประกอบทั้งหมดเข้าด้วยกันได้ นอกจากนี้ยังให้การป้องกันที่เชื่อถือได้ขององค์ประกอบจากปัจจัยภายนอกที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของมัน ตัวเซนเซอร์แบบ capacitive มักทำจากทองเหลืองหรือโพลีเอไมด์

เชื่อมต่อ

เป็นเรซินพิเศษที่ช่วยปกป้ององค์ประกอบของเซ็นเซอร์จากความชื้นหรือสารอันตรายอื่น ๆ

ทริกเกอร์

ทริกเกอร์จะสร้างกำลังสัญญาณการสลับที่ต้องการและจำนวนฮิสเทรีซิส (นี่คือความแตกต่างของระยะทางก่อนเปิดเครื่อง)

ไฟ LED

LED ให้การตั้งค่าที่รวดเร็วและระบุตำแหน่งสวิตช์

เครื่องขยายเสียง

ขยายสัญญาณเอาต์พุตไปยังค่าที่ต้องการ

Demodulator

เดโมดูเลเตอร์จะเปลี่ยนการสั่นของความถี่สูงจนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนไป

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

มันสร้างสนามไฟฟ้าที่กระทำต่อวัตถุ

อิเล็กโทรด

พื้นผิวการทำงานของเซ็นเซอร์ตัวเก็บประจุมักเป็นขั้วไฟฟ้าสองขั้วที่ทำหน้าที่เป็นแผ่นตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกับวงจรป้อนกลับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในทางกลับกันเขาได้รับการกำหนดค่าให้เปลี่ยนอำนาจเมื่อเข้าใกล้วัตถุที่ควบคุม

อันเป็นผลมาจากการสั่นสะเทือนเหล่านี้เมื่อเซ็นเซอร์เข้าใกล้วัตถุเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะสร้างแอมพลิจูดที่เพิ่มขึ้นซึ่งได้รับการประมวลผลและสร้างสัญญาณเอาต์พุต

เซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟขับเคลื่อนด้วยวัตถุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและไดอิเล็กทริก เมื่อวัตถุนำไฟฟ้าเข้าใกล้ระยะการตรวจจับจะมากกว่าเมื่อวัตถุทดสอบเป็นอิเล็กทริก (ระยะของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับค่าคงที่ไดอิเล็กทริก)

ใช้
การใช้เซ็นเซอร์ประเภทนี้มีความกว้างและหลากหลายมาก พวกเขาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบควบคุมกระบวนการอุตสาหกรรมในเกือบทุกอุตสาหกรรม

ใช้ในเซ็นเซอร์ตรวจจับการจอดยานยนต์และเพื่อควบคุมการเติมถังด้วยของเหลวสารจำนวนมากและก๊าซสำหรับสวิตช์บนสายอัตโนมัติสำหรับศูนย์เครื่องจักรเครื่องจักรสายพานลำเลียงระบบเตือนภัยและอื่น ๆ

ประเภทของเซ็นเซอร์ capacitive และการใช้งาน

พร็อกซิมิตีเซ็นเซอร์

ปัจจุบันหนึ่งในเซ็นเซอร์แบบ capacitive ที่ใช้กันมากที่สุดคือเซ็นเซอร์ความใกล้ชิดซึ่งนอกจากจะมีความน่าเชื่อถือสูงแล้วยังมีข้อดีอีกมากมาย

เซนเซอร์ประเภทนี้ใช้ในเกือบทุกพื้นที่เนื่องจากมีราคาที่สมเหตุสมผล ใช้เพื่อตรวจสอบระดับการบรรจุของภาชนะต่างๆแรงดันไฟฟ้าควบคุมเพื่อส่งสัญญาณในกรณีที่เกิดปัญหาในสายการผลิตและอื่น ๆ

ตัวเข้ารหัสแบบ Capacitive สำหรับการเคลื่อนที่เชิงมุมและเชิงเส้น

เซนเซอร์ประเภทนี้ใช้ในอุตสาหกรรมเช่นวิศวกรรมเครื่องกลพลังงานการขนส่งการก่อสร้างและอื่น ๆ

Inclinometers

เครื่องวัดความเอียงแบบ Capacitive ใช้บนแท่นขุดเจาะน้ำมันในระบบปรับระดับเพื่อตรวจสอบความผิดปกติของการรองรับเพื่อตรวจสอบและควบคุมความลาดเอียงของถนนและทางรถไฟในระหว่างการก่อสร้างเพื่อกำหนดคุณภาพของรถยนต์เรือลิฟต์อุปกรณ์ยกเครื่องจักรกลการเกษตรเพื่อกำหนดการกระจัดเชิงมุมของวัตถุที่กำลังหมุนเช่น เป็นเพลาเกียร์และกลไกทั้งแบบนิ่งและแบบเคลื่อนย้ายได้

เซ็นเซอร์ระดับคาปาซิทีฟ

เซนเซอร์ประเภทนี้ใช้ในระบบการตรวจสอบการควบคุมและการควบคุมกระบวนการในอุตสาหกรรมอาหารยาเคมีและปิโตรเลียม

มีประสิทธิภาพอย่างมากในการจัดการของเหลวของแข็งจำนวนมากสารหนืดที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและในสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรงในห้องหรือสถานที่ที่มีฝุ่นละอองหรือการกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ

เซนเซอร์แบบ Capacitive ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมที่ต้องการการวัดความดันรวมที่แม่นยำความหนาของวัสดุอิเล็กทริกความชื้นการเปลี่ยนรูปเชิงเส้นและเชิงมุมและอื่น ๆ

การจำแนกประเภทของเซ็นเซอร์แบบ capacitive ตามวิธีการใช้งาน

เซ็นเซอร์แบบ capacitive ทุกประเภทสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: เซ็นเซอร์ที่มีหนึ่งและสองถัง หลังถูกแบ่งออกเป็นส่วนต่างและกึ่งส่วนต่าง

เซ็นเซอร์ความจุเดี่ยวมีการออกแบบที่เรียบง่ายและเป็นตัวเก็บประจุแบบแปรผัน เซ็นเซอร์ประเภทนี้มีข้อเสียหลายประการซึ่งรวมถึงผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญเช่นความชื้นและอุณหภูมิ

ข้อเสียของเซ็นเซอร์ที่มีการออกแบบที่แตกต่างกันคือพวกมันแตกต่างจากเซ็นเซอร์ที่มีความจุเดียวและส่วนที่แตกต่างกันจะมีสายเชื่อมต่ออย่างน้อยสามสายระหว่างเซ็นเซอร์และอุปกรณ์วัดเพื่อปรับสภาพผลเสียของความชื้นและอุณหภูมิให้เป็นกลาง

อย่างไรก็ตามเนื่องจากข้อเสียเล็กน้อยนี้เซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันจึงเพิ่มความแม่นยำและเสถียรภาพอย่างมีนัยสำคัญและด้วยเหตุนี้จึงขยายขอบเขตการใช้งาน

ข้อดีของเซ็นเซอร์แบบ capacitive
เมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์ออปติคัลอุปนัยและเพียโซอิเล็กทริกที่แข่งขันได้เซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟมีข้อดีหลายประการ ได้แก่ :

• ความง่ายในการผลิต - วัสดุราคาถูกใช้สำหรับการผลิตเซ็นเซอร์แบบ capacitive ซึ่งส่งผลต่อราคาสุดท้ายของผลิตภัณฑ์
• ขนาดและน้ำหนักเล็ก
• การใช้พลังงานต่ำ;
• ความไวสูง
• ไม่สัมผัส (ไม่จำเป็นต้องอยู่ใกล้จุดประสงค์ของการศึกษา
• อายุการใช้งานยาวนาน

การออกแบบเซ็นเซอร์ปรับเปลี่ยนได้ง่ายสำหรับงานและการวัดที่แตกต่างกัน

ข้อ จำกัด
ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดบางประการของเซ็นเซอร์ capacitive คือ:

• อัตราการแปลงค่อนข้างเล็ก (การถ่ายโอน);
• ความจำเป็นในการทำงานที่ความถี่สูงกว่า 50 Hz
• ประสิทธิภาพอาจได้รับผลกระทบจากฝุ่นละอองและความชื้นและเซ็นเซอร์อาจตรวจพบการวัดที่ไม่ถูกต้อง
• ความไวต่ออุณหภูมิ

เซ็นเซอร์ Capacitive ออกแบบได้ง่ายส่งผลให้มีการออกแบบที่ทนทานและเชื่อถือได้ พารามิเตอร์ของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะและไม่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้หากเลือกอย่างถูกต้อง

ปัญหาของความไวต่ออุณหภูมิสามารถแก้ไขได้โดยการเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับเพลทและฉนวนที่เหมาะสมสำหรับการยึด ยังคงอยู่เพื่อปรับปรุงการป้องกันจากผลกระทบที่เป็นอันตรายของฝุ่นความชื้นและรังสีไอออนและเซ็นเซอร์ประเภทนี้จะมีการใช้งานที่หลากหลายยิ่งขึ้น

และในที่สุดเราก็สามารถสรุป ...

เซ็นเซอร์คาปาซิทีฟใช้แรงทางกลเพียงเล็กน้อยในการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ปรับเอาต์พุตของระบบ และทำงานด้วยความแม่นยำสูง ทั้งหมดนี้ทำให้เซ็นเซอร์เหล่านี้ขาดไม่ได้สำหรับการวัดที่แม่นยำขององค์ประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

คำถามและคำตอบ:

เซ็นเซอร์ capacitive คืออะไร? ตัวเก็บประจุแบบเดี่ยว, ตัวเก็บประจุแบบคู่ ในทางกลับกันพวกเขาจะแบ่งออกเป็น: เชิงเส้น, เชิงมุม, inclinometers, เซ็นเซอร์ระดับ, ทรานสดิวเซอร์แรงดัน

เซ็นเซอร์คาปาซิทีฟมีไว้เพื่ออะไรและทำงานอย่างไร ในเซ็นเซอร์ดังกล่าว พารามิเตอร์ที่วัดได้จะเปลี่ยนไปเนื่องจากความต้านทานเปลี่ยนแปลง เซ็นเซอร์ดังกล่าวใช้ในการแปลงค่าความชื้น ความดัน แรงทางกล ฯลฯ

เซ็นเซอร์ระดับ capacitive ทำงานอย่างไร ในเซ็นเซอร์ดังกล่าวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในระดับที่วัดได้ความจุของตัวเก็บประจุก็เปลี่ยนไปเช่นกัน (เกิดขึ้นจากโพรบและผนังของอ่างเก็บน้ำ - ยิ่งมีของเหลวในอ่างเก็บน้ำมากเท่าไหร่ความจุก็จะยิ่งสูงขึ้น)