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

Cảm biến vị trí điện dung

1. Cảm biến vị trí quan hệ là một 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 đối tượng đo không dẫn điện, nó vẫn hữu ích để đo độ dày hoặc mật độ của nó.

2. Khi đo một vật thể dẫn điện, tín hiệu đầu ra không liên quan gì đến vật liệu của vật thể, bởi vì đối với cảm biến chuyển vị điện dung, tất cả các dây dẫn 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 rất cao và đáp ứng tần số. Khi được sử dụng để đo các bộ điều khiển, 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 quan hệ ban đầu được sử dụng để đo khoảng cách dịch chuyển tuyến tính, từ vài milimet đến một số nanomet và phép đo được hoàn thành bằng cách sử dụng các đặc tính điện của độ dẫn. Khả năng của một đối tượng để lưu trữ điện tích được gọi là điện dung. Một thiết bị tụ điện phổ biến để lưu trữ điện tích là một tụ điện tấm. Điện dung của tụ điện tấm tỷ lệ thuận với diện tích điện cực và hằng số điện môi, và tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa các điện cực. Do đó, khi khoảng cách giữa các điện cực thay đổi, điện dung cũng thay đổi. Trong một từ, cảm biến vị trí điện dung sử dụng đặc tính này để hoàn thành 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 điện môi. Một điện cực của cảm biến là một tấm kim loại và điện cực khác của tụ điện bao gồm một vật thể dẫn điện được phát hiện. Khi một điện áp được áp dụng giữa các tấm dây dẫn, một điện trường được thiết lập giữa các tấm và hai tấm lưu trữ các điện tích dương và điện tích âm tương ứng. Cảm biến vị trí điện dung thường áp dụng điện áp AC, điều này làm cho điện tích trên phân cực thay đổi tấm thường xuyên, do đó, sự thay đổi vị trí mục tiêu có thể được phát hiện bằng cách đo điện dung giữa hai tấm.

5. Điện dung được xác định bởi khoảng cách giữa các tấm, hằng số điện môi của điện môi và khoảng cách giữa các tấm. 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 đích. Do đó, sự thay đổi của 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. Thiết bị thường là 1V/ micron, nghĩa là điện áp đầu ra thay đổi 1V cứ sau 100 micron.

6. Khi một điện áp được áp dụng cho 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 áp 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 các khu vực phát hiện khác sẽ tạo thành một điện trường với lớp bảo vệ và sẽ không can thiệp vào điện trường giữa mục tiêu và khu vực phát hiện. Do lớp bảo vệ, điện trường trong khu vực phát hiện là hình nón. Khu vực 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 ít nhất 30% so với diện tích phát hiện của cảm biến.