Thích hợp cho cảm biến áp suất dầu Cummins L10 N14 M11 4921485

Cảm biến vị trí điện dung

1. Cảm biến vị trí điện dung là cảm biến vị trí không tiếp xúc, thường bao gồm ba phần: khu vực phát hiện, lớp bảo vệ và vỏ. Họ có thể đo vị trí chính xác của mục tiêu, nhưng chỉ có đối tượng. Nếu vật được đo không dẫn điện thì việc đo độ dày hoặc mật độ của nó vẫn hữu ích.

2.Khi đo một vật dẫn điện, tín hiệu đầu ra không liên quan gì đến vật liệu của vật đó, bởi vì đối với cảm biến dịch chuyển điện dung, tất cả các dây dẫn đều là cùng một điện cực. Loại cảm biến này chủ yếu được sử dụng trong ổ đĩa, công nghệ bán dẫn và đo lường công nghiệp có độ chính xác cao, nhưng nó đòi hỏi độ chính xác và đáp ứng tần số rất cao. Khi được sử dụng để đo các chất không dẫn điện, cảm biến vị trí điện dung thường được sử dụng để phát hiện nhãn, lớp phủ và đo độ dày của giấy hoặc màng.

3. Cảm biến vị trí điện dung ban đầu được sử dụng để đo khoảng cách dịch chuyển tuyến tính, từ vài mm đến vài nanomet và phép đo được hoàn thành bằng cách sử dụng các đặc tính điện của độ dẫn điện. Khả năng tích trữ điện tích của một vật gọi là điện dung. Thiết bị tụ điện phổ biến để lưu trữ điện tích là tụ điện dạng tấm. Điện dung của tụ điện tỷ lệ thuận với diện tích điện cực và hằng số điện môi và tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa các điện cực. Vì vậy, khi khoảng cách giữa các điện cực thay đổi thì điện dung cũng thay đổi. Nói một cách dễ hiểu, cảm biến vị trí điện dung sử dụng đặc tính này để hoàn thành việc phát hiện vị trí.

4.Một cảm biến vị trí điện dung điển hình bao gồm hai điện cực kim loại, với không khí là chất điện môi. Một điện cực của cảm biến là một tấm kim loại, và điện cực còn lại của tụ điện bao gồm một vật dẫn điện cần được phát hiện. Khi đặt một điện áp vào giữa các bản dây dẫn, một điện trường được thiết lập giữa các bản và hai bản này lần lượt chứa điện tích dương và điện tích âm. Cảm biến vị trí điện dung thường sử dụng điện áp xoay chiều, làm cho điện tích trên tấm thay đổi cực thường xuyên, do đó có thể phát hiện sự thay đổi vị trí mục tiêu bằng cách đo điện dung giữa hai tấm.

5. Điện dung được xác định bởi khoảng cách giữa các bản, hằng số điện môi của chất điện môi và khoảng cách giữa các bản. Trong hầu hết các cảm biến, diện tích và hằng số điện môi của tấm điện cực sẽ không thay đổi, chỉ có khoảng cách sẽ ảnh hưởng đến điện dung giữa điện cực và vật thể mục tiêu. Do đó, sự thay đổi điện dung có thể hiển thị vị trí mục tiêu. Thông qua hiệu chuẩn, tín hiệu điện áp đầu ra của cảm biến có mối quan hệ tuyến tính với khoảng cách giữa bảng phát hiện và mục tiêu. Đây là độ nhạy của cảm biến. Nó phản ánh tỷ lệ thay đổi điện áp đầu ra so với thay đổi vị trí. Đơn vị thường là 1V/micron, nghĩa là điện áp đầu ra thay đổi 1V cứ sau 100 micron.

6. Khi đặt một điện áp vào không gian phát hiện, một điện trường khuếch tán sẽ được tạo ra trên vật thể được phát hiện. Để giảm nhiễu, một lớp bảo vệ được thêm vào. Nó tác dụng cùng một lực điện động ở cả hai đầu của khu vực phát hiện để ngăn điện trường trong không gian phát hiện bị rò rỉ. Các dây dẫn bên ngoài khu vực phát hiện khác sẽ tạo thành một điện trường với lớp bảo vệ và sẽ không gây nhiễu điện trường giữa mục tiêu và khu vực phát hiện. Do có lớp bảo vệ nên điện trường trong vùng phát hiện có dạng hình nón. Diện tích dự kiến ​​của điện trường phát ra từ điện cực phát hiện lớn hơn 30% so với diện tích phát hiện. Do đó, diện tích đường kính của đối tượng được phát hiện phải lớn hơn diện tích phát hiện của cảm biến ít nhất 30%.