Geschikt voor Cummins L10 N14 M11 oliedruksensor 4921485

Capacitieve positiesensor

1. Capacitieve positiesensor is een contactloze positiesensor, die meestal uit drie delen bestaat: detectiegebied, beschermlaag en schaal. Ze kunnen de exacte positie van het doel meten, maar alleen het object. Als het gemeten object niet geleidend is, is het toch nuttig om de dikte of dichtheid ervan te meten.

2. Bij het meten van een geleidend object heeft het uitgangssignaal niets te maken met het materiaal van het object, omdat bij een capacitieve verplaatsingssensor alle geleiders dezelfde elektrode zijn. Dit soort sensor wordt voornamelijk gebruikt in schijfstations, halfgeleidertechnologie en industriële metingen met hoge precisie, maar vereist een zeer hoge nauwkeurigheid en frequentierespons. Bij het meten van niet-geleiders worden capacitieve positiesensoren meestal gebruikt om labels, coatings te detecteren en de dikte van papier of film te meten.

3. Capacitieve positiesensor werd oorspronkelijk gebruikt om de lineaire verplaatsingsafstand te meten, variërend van enkele millimeters tot enkele nanometers, en de meting werd voltooid met behulp van de elektrische eigenschappen van geleidbaarheid. Het vermogen van een object om lading op te slaan wordt capaciteit genoemd. Een gebruikelijk condensatorapparaat voor ladingsopslag is een plaatcondensator. De capaciteit van de plaatcondensator is direct evenredig met het elektrodeoppervlak en de diëlektrische constante, en omgekeerd evenredig met de afstand tussen de elektroden. Wanneer de afstand tussen de elektroden verandert, verandert dus ook de capaciteit. Kortom, de capacitieve positiesensor gebruikt deze eigenschap om de positiedetectie te voltooien.

4. Een typische capacitieve positiesensor bevat twee metalen elektroden, met lucht als diëlektricum. Eén elektrode van de sensor is een metalen plaat en de andere elektrode van de condensator bestaat uit een geleidend object dat moet worden gedetecteerd. Wanneer er een spanning wordt aangelegd tussen de geleiderplaten, ontstaat er een elektrisch veld tussen de platen, en de twee platen slaan respectievelijk positieve ladingen en negatieve ladingen op. De capacitieve positiesensor gebruikt meestal wisselspanning, waardoor de lading op de plaat regelmatig van polariteit verandert, zodat de verandering van de doelpositie kan worden gedetecteerd door de capaciteit tussen de twee platen te meten.

5. De capaciteit wordt bepaald door de afstand tussen de platen, de diëlektrische constante van het diëlektricum en de afstand tussen de platen. Bij de meeste sensoren zullen het oppervlak en de diëlektrische constante van de elektrodeplaat niet veranderen, alleen de afstand zal de capaciteit tussen de elektrode en het doelobject beïnvloeden. Daarom kan de verandering van de capaciteit de doelpositie weergeven. Door kalibratie heeft het uitgangsspanningssignaal van de sensor een lineaire relatie met de afstand tussen het detectiebord en het doel. Dit is de gevoeligheid van de sensor. Het weerspiegelt de verhouding tussen de verandering van de uitgangsspanning en de positieverandering. De eenheid is doorgaans 1V/micron, dat wil zeggen dat de uitgangsspanning elke 100 micron met 1V verandert.

6. Wanneer er spanning op de detectieruimte wordt gezet, wordt er een diffuus elektrisch veld gegenereerd op het gedetecteerde object. Om interferentie te verminderen wordt een beschermlaag toegevoegd. Het oefent dezelfde elektromotorische kracht uit aan beide uiteinden van het detectiegebied om te voorkomen dat het elektrische veld in de detectieruimte lekt. Geleiders buiten andere detectiegebieden zullen met de beschermlaag een elektrisch veld vormen en zullen het elektrische veld tussen het doel en het detectiegebied niet verstoren. Door de beschermlaag is het elektrische veld in het detectiegebied conisch. Het geprojecteerde gebied van het door de detectie-elektrode uitgezonden elektrische veld is 30% groter dan het detectiegebied. Daarom moet het diametergebied van het gedetecteerde object minimaal 30% groter zijn dan het detectiegebied van de sensor.