静電容量センサーとは何ですか？
静電容量センサーは、他のタイプのセンサー（誘導センサーなど）と同様に、調査中のオブジェクトに物理的に接触しなくても機能します。 つまり、これらのタイプのセンサーは非接触デバイスです。 それらの助けを借りて、導電性および非導電性材料の両方を検出することができます。 この特性により、静電容量センサーは、たとえば誘導センサーが適用できない場所で使用できます。
静電容量センサーとは何か、その構造と動作モード
このタイプのセンサーは、デバイスとしてそれほど複雑ではなく、通常は次のもので構成されます。
エンクロージャー
体はすべての要素を一つにまとめることを可能にします。 さらに、その効果に影響を与える可能性のある外部要因から要素を確実に保護します。 静電容量センサーの本体は、通常、真ちゅうまたはポリアミドでできています。
コネクタ
湿気などの有害物質からセンサー素子を保護する特殊樹脂です。
トリガー
トリガーは、必要なスイッチング信号電力とヒステリシスの量を生成します（これは、スイッチを入れる前の距離の差です）。
LED
LEDはクイックセットアップを提供し、スイッチの位置を示します。
増幅器
出力信号を目的の値に増幅します。
復調器
復調器は、電圧が変化するまで高周波発振を変化させます。
発電機
オブジェクトに作用する電界を作成します。
電極
静電容量センサーの作業面は通常、発電機のフィードバック回路に接続されたコンデンサープレートとして機能するXNUMXつの電極です。 次に、制御対象に近づくと、その力を変更するように構成されます。
これらの振動の結果として、センサーが物体に近づくと、ジェネレーターは増加する振幅を生成し、処理されて出力信号を生成します。
静電容量センサーは、導電性の物体と誘電体によって駆動されます。 導電性物体が近づくと、検知距離は、試験物体が誘電体である場合よりもはるかに大きくなります（反応距離は誘電率に依存します）。
使用
このタイプのセンサーの使用は非常に幅広く、さまざまです。 それらはほとんどすべての産業の産業プロセス制御システムで広く使用されています。
これらは、自動車のパーキングセンサーや、自動ラインのスイッチ、マシンセンター、機械、コンベヤー、警報システムなどの液体、バルク、ガス状物質でのタンクの充填を制御するために使用されます。
静電容量センサーの種類とその用途
近接センサー
現在、最も一般的に使用されている静電容量センサーのXNUMXつは、非常に信頼性が高いことに加えて、非常に幅広い利点を持つ近接センサーです。
このタイプのセンサーは非常にリーズナブルな価格であるため、ほとんどすべての分野で使用されています。 これらは、さまざまなコンテナの充填レベルの監視、電圧の制御、生産ラインなどで問題が発生した場合の信号として使用されます。
角度および直線運動用の容量性エンコーダ
このタイプのセンサーは、機械工学、エネルギー、輸送、建設などの産業で使用されています。
傾斜計
容量傾斜計は、レベリングシステムの石油プラットフォームで使用され、サポートの変形を決定し、建設中の道路や鉄道の勾配を監視および制御し、自動車、船舶、エレベーター、リフト装置、農業機械の品質を決定して、回転物体の角変位を決定します。シャフト、ギア、メカニズムとして、固定式と可動式の両方。
静電容量式レベルセンサー
このタイプのセンサーは、監視システム、食品、製薬、化学、石油産業のプロセスの規制と制御に使用されます。
これらは、液体、バルク固体、導電性および非導電性の粘性物質の処理、および部屋やほこりや結露がたまる場所の過酷な作業環境で非常に効果的です。
静電容量センサーは、全圧、誘電体の厚さ、湿度、線形および角変形などを正確に測定する必要がある業界で広く使用されています。
容量センサーの実装方法による分類
すべてのタイプの静電容量センサーは、XNUMXつのグループに分けることができます。XNUMXつとXNUMXつのタンクを持つセンサーです。 後者はさらに微分と半微分に分けられます。
単一容量センサーはシンプルな設計で、可変コンデンサーです。 このタイプのセンサーには、湿度や温度などの環境への大きな影響を含む、いくつかの欠点があります。
差動設計のセンサーの欠点は、静電容量がXNUMXつのセンサーとは異なり、差動センサーには、湿度と温度の悪影響を中和するためにセンサーと測定デバイスの間に少なくともXNUMX本の接続線があることです。
ただし、この小さな欠点のために、差動センサーは精度と安定性を大幅に向上させ、それによってアプリケーションの分野を拡大しています。
静電容量式センサーの長所
静電容量センサーは、競合する光学センサー、誘導センサー、圧電センサーと比較して、次のような多くの利点があります。
- 生産の容易さ - 静電容量センサーの製造には安価な材料が使用され、製品の最終価格に影響します。
- 小さいサイズと重量;
- 低消費電力;
- 高い感度;
- 非接触型（調査対象の近くにいる必要はありません。
- 長寿命;
センサー設計をさまざまなタスクや測定に簡単に適合。
制限事項
静電容量センサーの最大の欠点のいくつかは次のとおりです。
- 変換率が比較的低い（転送）。
- 50 Hzを超える周波数で動作する必要性。
- 性能はほこりや湿気の影響を受ける可能性があり、センサーは誤った測定値を検出する可能性があります。
- 温度感度。
静電容量センサーは設計が簡単で、耐久性と信頼性の高い設計を実現します。 コンデンサのパラメータは、その特性にのみ依存し、正しく選択されていれば、使用する材料の特性には依存しません。
温度に対する感度の問題は、プレートに適切な材料を選択し、固定に適切な断熱材を選択することで解決できます。 ほこり、湿気、およびイオン放射の有害な影響に対するそれらの保護を改善することだけが残っており、このタイプのセンサーは、さらに広い範囲のアプリケーションを備えています。
そして最後に、要約することができます...
静電容量センサーは、可動部分を動かし、システムの出力を調整し、高精度で動作するために必要な機械的な力をほとんど使用しません。 これらすべてが、これらのセンサーを導電性および非導電性要素の正確な測定に不可欠なものにします。
質問と回答：
静電容量センサーとは何ですか？ シングルキャパシティ、ダブルキャパシティ。 次に、それらは、線形、角度、傾斜計、レベルセンサー、圧力トランスデューサーに分けられます。
静電容量センサーは何を目的としており、どのように機能しますか？ このようなセンサーでは、測定されたパラメーターが変化し、それによって抵抗が変化します。 このようなセンサーは、湿度、圧力、機械力などの値を変換するために使用されます。
静電容量式レベルセンサーはどのように機能しますか？ このようなセンサーでは、測定レベルの変化により、コンデンサーの静電容量も変化します（プローブとリザーバーの壁によって形成されます-リザーバー内の液体が多いほど、容量が大きくなります）。
