Что такое емкостный датчик приближения?

Что такое емкостный датчик приближения?

Емкостные датчики приближения — это тип бесконтактных датчиков, которые определяют наличие или отсутствие объекта. Они могут обнаруживать объект по изменению емкости, когда объект попадает в электрическое поле.

Можно обнаруживать различные вещества, включая металл, воду, масло, стекло, пластик и бумагу. Он также может обнаруживать содержимое неметаллических контейнеров снаружи.

Однако следует отметить, что чувствительность обнаружения и расстояние варьируются в зависимости от размера объекта, толщины и недиэлектрической постоянной, а также его восприимчивости к воде и влаге.

Применение емкостных датчиков приближения

Емкостные датчики приближения используются для обнаружения содержимого контейнера снаружи и для бесконтактного переключения.

1. Обнаружение содержимого снаружи контейнера

Емкостные датчики приближения способны обнаруживать жидкости, бумагу, стекло и дерево за стенами, внутри резервуаров, внутри контейнеров и за крышками. Они в основном используются для проверки и подтверждения содержимого.

2. Бесконтактные выключатели

Они используются в качестве кнопочных выключателей в лифтах, выключателей на различных панелях и т. д., а также бесконтактных выключателей для освещения и т. д. Они также применяются в качестве выключателей для освещения и затемнения комнатных ламп в автомобилях.

Принцип действия емкостных датчиков приближения

Принцип действия емкостных датчиков приближения заключается в том, что объект может быть обнаружен по изменению емкости, когда объект попадает в электрическое поле.

Когда напряжение подается на электрод и землю, между электродом и землей образуется электрическое поле. Когда объект попадает в электрическое поле, образованное электродами, объект заряжается электростатической индукцией, и емкость электрода изменяется.

1. Схема обнаружения

Емкостные датчики приближения имеют чувствительный электрод. Когда диэлектрический детектор попадает в электрическое поле, образованное чувствительным электродом, электрод образует конденсатор с объектом. Емкость определяется расстоянием до объекта.

Для схемы обнаружения обычно используется колебательный контур. Амплитуда колебаний изменяется по мере изменения емкости чувствительного электрода. Объект обнаруживается путем сравнения изменений амплитуды, которые колебательный контур начинает и останавливает. В емкостных датчиках приближения чувствительный электрод является элементом и колеблется.

2. Колебательный контур

Колебательный контур — это электрическая цепь, которая генерирует электрические повторяющиеся колебания. RC-цепь, состоящая из конденсатора (C) и резистора (R), используется для генерации колебаний с частотами в диапазоне от 1/1000 до нескольких МГц.

3. Колебание CR

Колебание CR — это колебательный контур, называемый типом обратной связи. Часть выходного сигнала усилительной схемы подается обратно на вход для создания регулярных колебаний напряжения. Колебание CR поворачивает фазу выходного сигнала усилителя на 180 градусов и возвращает ее на вход.

Другая информация о емкостных датчиках приближения

1. Взаимные помехи

Использование высокочастотных колебательных цепей может вызвать взаимные помехи, если датчики приближения находятся рядом. При установке нескольких датчиков они должны быть установлены на расстоянии, превышающем указанное расстояние.

2. Изменение емкости

Изменения емкости связаны с размером, толщиной и недиэлектрической проницаемостью объекта. Чем больше каждое из этих значений, тем больше будет емкость.

Диэлектрическая проницаемость — это внутренняя электрическая проницаемость, которой обладает каждый материал. Значение диэлектрической проницаемости определяется тем, как электроны в каждом материале реагируют на внешнее электрическое поле. Недиэлектрическая проницаемость выражается как отношение диэлектрической проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума.

Из-за его восприимчивости к воде и влаге важны соображения выбора и установки.

3. Метрический допуск

Когда стандартный чувствительный элемент подносится близко к чувствительной поверхности, расстояние от чувствительной поверхности до чувствительного элемента при срабатывании переключателя емкостного датчика приближения называется расстоянием срабатывания. Когда детектор отводится от переключателя датчика во время операции обнаружения, переключатель возвращается в исходное положение. В это время расстояние между чувствительной поверхностью и детектором называется расстоянием возврата.

Гистерезис — это отношение разницы между расстоянием возврата и расстоянием обнаружения, и является одним из показателей характеристик обнаружения емкостных датчиков приближения. Гистерезис составляет приблизительно от 1 до 15% расстояния обнаружения.