Capacitive sensor: aparate dhe Parimi i operacionit. sensore kapacitiv: aplikimi

industri moderne, dhe aktivitetet e përditshme të njeriut e njeriut, gjithashtu, është e pamundur të imagjinohet pa të gjitha llojet e pajisjeve elektronike. Ato na ndihmojnë në çdo mënyrë, dhe disa operacioneve prodhuese për të kryer nuk ka sukses pa to. Për ato "ndihmëtarë" duhet të përfshijë edhe një sensor capacitive.

Kështu quhet converters bëra sipas llojit parametrike. Matja e një vëllim të pajisjeve të tilla është kryer me variacionet e vëllim kur ndryshimi i disa parametra të rëndësishme. Thjesht vënë, ndryshimin e vlerësuar në vëllim nën ndikimin e disa faktorëve të jashtëm.

Parimi operativ i sensor capacitive

Kjo është ajo që sensorë capacitive. Parimi i funksionimit ata nuk janë aq të vështira, por për të kuptuar atë që ju duhet të dini diçka. Për të filluar me ne kujtojmë parimin e përcaktimit të kapaciteteve të kondensator. Ky veprim shprehet me formulën e mëposhtme:

C = εεₒS / δ.

Kjo shprehje është i njohur për shumë nga kursi fizikës shkollore, por kjo nuk do të dëmtojë për të rifreskuar kujtesën tuaj dhe të kujtojnë, që do të thotë secili prej variablave:

• S - zona e pllakave kondensator.
• E - permitiviteti relative e materialit dielektrike përdorur në hartimin kondensator.
• εₒ - si në fizikë për të treguar permitiviteti hapësirë të lirë.
• δ - kështu që mund të përcaktohen ose trashësia e pllakave dielektrike, ose distanca në mes të disa shtresa të materialit.

Kështu, nga formula e mësipërme që vëllim të ndryshojë lehtë. Mjafton disi të veprojë në fushën e pjatë të materialit dielektrike, një distancë në mes të pllakave apo direkt me pėrshkueshmėrisė të përdorura në prodhimin e materialit. Prandaj, zgjedhja e vlerë të veçantë varet vetëm listën e detyrave të cilat designers pajisje janë të përcaktuara.

Kështu, ne mund të bëni edhe një sensor capacitive me duart tuaja, si një pikë konstruktive të parë ajo është - kondensator zakonshme sheshtë ose cilindrike, një pjatë e cila është vazhdimisht përjeton një lëvizje të kontrolluar në hapësirë, e cila çon në një ndryshim në vëllim. Ajo duhet të mbahet mend se formula e mësipërme është e vlefshme vetëm nëse ju jeni plotësisht të neglizhuar efektet avantazh. Ne do të flasim më shumë për këtë në pjesën e fundit të këtij neni.

Duhet të dihet se pajisje të tilla elektronike janë përdorur gjerësisht për matjen e zhvendosjet këndore dhe lineare e objekteve, duke llogaritur madhësinë, punën e aplikuar, lagështia, përqendrimit të substancës aktive dhe karakteristika të tjera. Në lidhje me aspektet strukturore të çështjes, pastaj tha bales janë bërë aeroplan-paralele, në housings cilindrike me elektroda pin, me një rreshtim të një material dielektrike, dhe madje edhe pa të.

Ja se si të veprojë sensorë capacitive. Parimi i funksionimit të disa prej tyre duhet të dini në hollësi të madhe. Në këtë artikull ne ju japim disa formula që mund të jenë të dobishme për ju.

Formula për të përshkruar parimin e funksionimit të llojeve të caktuara të sensorë

Niveli sensor me ndryshim të mundshëm të sheshit pllaka dielektrike mund të jetë mjaft e lehtë të përshkruhet duke përdorur ekuacionin e mëposhtëm:

C = εεₒaH / δ.

Nga "X" në këtë rast i referohet gjatësinë e mbivendosjes së elektrodave të përdorura. Rrjedhimisht, "a" nënkupton gjerësinë e fletët e kondensator. Duhet të theksohet se pajisje të tilla janë aplikuar në fusha të ndryshme të industrisë, ku ato janë përdorur për matjen e saktë të vlerave këndore. Kapaciteti i dhënës në një rast të tillë është gjetur me shprehjen e mëposhtme:

C = εεₒ (r₂- r₁) / 2δ * (φₒ-φ).

Për të matur me saktësi ndjeshmërinë, ju duhet të përdorni një formulë pak më të ndryshme:

K = εεₒ (r₁ r₂-) / 2δ.

Le të shohim se çfarë nënkuptohet me këto variabla që janë pjesë e këtyre ekuacioneve:

• r₁ - rrezja e brendshme e pllakave kondensator;
• r₂ - rrezja e jashtme të të njëjtit pjatë;
• φ - matur në këtë moment vlerën e (aktuale) e kënd mbivendosje;
• φₒ - vlera fillestare e kënd përputhen.

Së fundi, sqarojmë shprehjen matematikore që përshkruan parimin operativ e matës capacitive me boshllëk ajri rregullueshme:

C = εεₒS / (δₒ-X).

Parashikohet, një pastrimin primar δₒ kuptohet, letër X jane te njejta sasi e zhvendosjes e pjatë. I kushtoj vëmendje! Që nga karakteristikat statike nuk janë rreptësisht linear, zakonisht niveli sensor i tipit të përdorura për të matur zhvendosje shumë të vogla, të cilat nuk do të kalojë 0,1δₒ sasi. Natyrisht, këto pajisje janë kërkuar shumë në inxhinieri precize, ku edhe gabime të vogla mund të shkaktojë probleme mjaft serioze.

Ku mund të përdoren ato?

Fushat e aplikimit të mundshëm janë jashtëzakonisht të ndryshme. Kështu, në pothuajse të gjitha industritë mund të takohen funksionimin, të cilat janë të kontrolluara nga këto pajisje. Ata janë përdorur për të kontrolluar mbushjen e tanke të ndryshme, dhe përmbajtja e tyre mund të jenë të lëngshme, të gaztë apo grimcat (sensor gazit).

Prevalenca e aktivitetit industrial dhe normale njerëzore industriale është më i lartë, më të besueshme dhe më e lehtë për të hartuar pajisje të tilla. Nga kombinimi i këtyre simptomave, ata janë aq të mirë që ata mund të përdoret edhe në kushte tejet agresive mban çisterna nafte.

Për më tepër, sensor capacitive mund të përdoret si një kaloni kufirin në linjë transportues ose Machine Shop prodhimit. Është e nevojshme dhe për pozicionimin më të saktë të mekanizmave të ndryshëm.

sensorë afërsisë

Por tani në të mëdha kërkesa sensorë afërsisë, të cilat janë bërë nga pikërisht në të njëjtën parim të. Gama e përdorimit të tyre është edhe më gjerë. Kjo është për shkak të pajisjeve të kostos qindarkë që mund të punojnë në pothuajse të gjitha llojet e industrisë. Megjithatë, ka industria tipike ku ky lloj i pajisjeve janë më të popullarizuara:

• Kontrolli i kontejnerëve transparente e mbushur me lëng bërë nga plastike ose qelqi.
• Një funksion i ngjashëm është kryer nga ana e tyre në prodhimin e produkteve ushqimore (përfshirë fëmijët), ku produkt i përfunduar është e paketuar në kontejnerë të bëra nga materiale transparente. Në të njëjtin parim bazë dhe punën e Bale si një sensor capacitive karburantit.
• Për monitorimin e zonave të rrezikshme, ku është e mundur thyer tela dredha-dredha.
• Kontrolluar vende të ngjashme ku rrip transportieri transportuesi mund të dëmtohen.
• Individualisht të kontrolluar llojin e produkteve të prodhuara (konvertimin e kanaçe, shishe, paketimit).

Nuk është çudi, këto pajisje elektronike janë më të zakonshme në inxhinieri precize, gjenerimit të energjisë dhe shumë industri të tjera të ndryshme të sensorë.

inclinometers

Pajisje që janë bërë të përhapura vetëm në vitet e fundit janë relativisht pjerrësi matës të vogla capacitive siguruar sinjal elektrik transmetimit madhësia e të cilit është në proporcion me sensor kënd të përdorura.

Fusha më e zakonshme e madhe e përdorimit të këtyre pajisjeve: Sistemi platformë shtrirjes, përcaktimin e devijim dhe deformimit të llojeve të ndryshme të trarëve të mbështetjes teknike, si dhe kontrollin e saktë të rrugës, udhë hekurudhore devijimit në fazën e ndërtimit të tyre.

Për më tepër, duke përdorur pajisje të tilla të përcaktuar rrotull kamionë të rëndë dhe automjete të tjera, ashensorë dhe ekskavatorėve industriale dhe të konstatuar shkallën e zhvendosjes këndore për makina bujqësore dhe industriale veçanërisht të mëdha.

capacitive shumë e rëndësishme sensorë të nivelit të karburantit në industrinë e naftës. Ato janë përdorur edhe në supertankers që bartin në një udhëtim dhjetëra dhe qindra e mijëra ton të produkteve të rafinuara të naftës. Këto pajisje janë shumë efektive edhe në formimin shumë të bollshme e condensate dhe një shkallë të lartë të zonës së prodhimit pluhur (i njëjti sensor gazit).

Ata gjejnë përdorimin e tyre në vlerat Matja e niveleve të absolute dhe relative të presionit, si dhe trashësinë e materialit dielektrike, i cili është jashtëzakonisht i rëndësishëm në pothuajse të gjitha industritë ku kapacitoreve të vërtetë të fuqishme janë përdorur.

Përparësitë kryesore të sensorë capacitive

Duhet të theksohet se sensor capacitive ka shumë përparësi në krahasim me pajisje të ngjashme që janë formuar mbi parimet e disi të ndryshme. Le lista avantazhet kryesore të këtyre Kip:

• Në prodhim, ata janë jashtëzakonisht i thjeshtë. Përveç kësaj, materialet më të thjeshtë dhe të lirë mund të përdoret në prodhimin e tyre. Edhe sensorë nivel capacitive karburantit të përdorur në objektet industrinë e naftës të rëndësishme kanë madhësi jashtëzakonisht modest kanë nivelin më të ulët të mundshëm të konsumit të energjisë elektrike. Me të gjitha këto karakteristika, ato ndryshojnë nivelin e shkëlqyer të ndjeshmërisë, e cila shpesh është i paarritshëm për pajisjet më të shtrenjta.
• Në parim, ajo mund të jetë një sensor capacitive me duart tuaja, duke përdorur si bazën e saj çdo cilësi kondensator shumë ose më pak të besueshme dhe të lartë industriale.
• Kontaktet që ata kanë (shumë rrallë përdoret një koleksionist aktuale), e cila është jashtëzakonisht e dobishme për punën në kushtet e pluhurit të larta dhe lagështia.
• Jeta e tejet të gjatë shërbimi, njësia përsëritur arrin të "rimarrë" koston e tyre të ulët. Prandaj, capacitive sensor (çmimi i cili është në varg 1200-1700 rubla) është blerja jashtëzakonisht fitimprurëse.
• Për të lëvizur pjesën e luajtshme e pajisjes është e nevojshme për të bërë çuditërisht pak përpjekje.
• Pajisja është shumë e lehtë për të kombinuar me pothuajse të gjitha kategoritë e pajisjeve që është përdorur vetëm në aktivitetet industriale.

aspektet negative

Për fat të keq, çdo sensor capacitive ka të meta të caktuara, të cilat në një masë të caktuar komplikojnë përdorimin e gjerë të këtij lloj të pajisjeve. Ne listën e tyre në më shumë detaje:

• faktori konvertimit (dmth, transmetimi) është relativisht i ulët.
• Madhësia e vogla dhe thjeshtësia e dizajnit të kontribuojë në faktin se nominuar kërkesa mjaft të larta në cilësinë e pajisjeve të shqyrtimit.
• Good nivelit sensor capacitive (dhe instrumente të tjera të ngjashme matëse) mund të veprojë në mënyrë efektive vetëm në një frekuencë shumë më të lartë se vlera standarde e 50 Hz.

Njoftime të rëndësishme

Megjithatë, të gjitha nuk është aq e keqe. Shumë prodhues të kërkojë karakteristika të shkëlqyera mbrojtje të sensorë duke bërë ndryshime të vogla në strukturën e tyre. Sa i përket shpeshtësisë së përdorimit, në praktikë ata të tregojnë rezultate të shkëlqyera në vlera të gjerë industrial prej 400 Hz.

Ne kemi folur tashmë për besnikërinë ndaj formulës bazë vetëm nëse injoruar efektin buzë. Por është e dobishme të dinë se ajo mund të vërtetë të ketë një efekt negativ vetëm në rast se distanca në mes të pllakave dielektrike është i krahasueshëm me madhësinë e tyre. Për më tepër, efekti negativ mund të masë të madhe të neutralizoj thjesht duke përdorur unazën roje. Në këtë rast, ndikimi i efekteve të kufirit nuk mund të transferojë përtej pllaka të përdorura.

Edhe një herë, ne vërejmë se të njëjtat sensorë presioni karakterizohen nga një thjeshtësi të shquar, e cila ju lejon për të krijuar një strukturë të mrekullueshme të qëndrueshme, të qëndrueshme dhe me kosto të ulët. Nëse ju zgjidhni dimensionet e duhura gjeometrike të përdorura dielektrike është përdorur në prodhimin e të tilla një materialeve kondensator nuk mund veçanërisht të shqetësuar.

Kështu, saktë picking up vulën metalike për prodhimin e banesave sensor, ajo është luhatjet praktikisht të papërfillshme temperaturës edhe të forta që mund të rezultojë në një ndryshim në vëllim të pajisjes dhe lexime e saj të papërshtatshme. Sigurisht, kjo nuk do të shmang nevojën për të kryer sensorë të plota presion izoluar dhe tregues të tjerë të tillë të faktorëve agresive të mjedisit. Megjithë thjeshtësinë e tyre, lagështia e lartë dhe nivele të larta të rrezatimit mund të ndikojë negativisht në besueshmërinë e pajisjes.

klasifikimi i sensorë

Përdoret në proceset industriale për prodhimin e tyre ju lejon për të ndarë të gjitha llojet e sensorë të prodhuara në dy grupe të mëdha: odnoemkostnye dhe dvuhemkostnye. Lloj i fundit është i ndarë në diferencial dhe poludifferentsialnye. Le të konsiderojmë ato në mënyrë më të detajuar.

Pajisja Odnoemkostny. Në këtë rast qark capacitive sensor jashtëzakonisht e thjeshtë, që nga ana e tyre kryesore është kondensator më e zakonshme me vëllim të ndryshueshme. Për fat të keq, edhe një lagështia rritur pak dhe temperatura kanë në saktësinë e treguesve ndikim shumë të prekshme. Për shkak të kësaj, ka sensorë të ndryshme shpesh mosfunksionim. Për të neutralizuar madhësinë e gabimeve të tilla, është e nevojshme për të përdorur struktura të diferencuar.

sensor Dvuhemkostny. Në fakt, kjo është vetëm një strukturë të tillë të diferencuar. Shpesh është e mundur për të përmbushur sensor niveli capacitive është prodhuar nga një skemë të tillë. Këto pajisje janë dorëzuar nga të meta kryesore të modelit të mëparshëm, por kanë dobësitë e tyre. Disavantazhi më i rëndësishëm është nevoja që të përdorin dy ose tre tela fshehën midis vetë pajisjes dhe në sipërfaqe, sepse vetëm në këtë mënyrë mund të shtypur të ashtuquajturit vëllim parazitare.

Megjithatë, një skemë mjaft i sofistikuar i sensorë capacitive në këtë rast ajo është e lehtë për të injoruar, sepse në kthim ju të merrni një pajisje jashtëzakonisht të saktë dhe të ndjeshme.

e ndërtimin sensore Specifika

Në shumë raste (nga pika e projektimit të parë) krijimin e pajisjeve të tilla është problematike. Kjo është veçanërisht e vërtetë kur ju doni të krijoni një sensor me nivelet e ndryshueshme e kapacitetit. Megjithatë, përvoja tregon se shumë nga problemet janë zgjidhur pothuajse tërësisht kalibrimit të sakta dhe materiale të lartë të performancës të përdorura në prodhim. Më shpesh këto vështirësi me të cilat ballafaqohen prodhuesit dvuhemkostnyh sensorë.

Në përgjithësi, specifikat e këtij lloji të pajisjeve matëse është se ato mund të përfaqësohet si një raport përmasa të dy sasive fizike (kontejnerë) të cilat kanë një shprehje të saktë fizike dhe kuptim. Në mënyrë që ata mund të quhet në mënyrë të sigurtë "hetimet marrëdhëniet." Avantazhi i këtyre pajisjeve (ata plus i madh!) Është se ata në përgjithësi nuk mund të ketë në hartimin e saj disa masa standarde se cool rrit besueshmërinë në situata me të vërtetë ekstreme dhe kushtet.

Karakteristikat e encoders lineare

Të gjitha vlerat jo-elektrike, të cilat shpesh është e nevojshme për të kontrolluar në një mjedis industriale, ajo është jashtëzakonisht të ndryshme dhe shumë aspekte. Një pjesë e konsiderueshme e masave që janë subjekt i kontrolleve të rrepta, bëjnë lëvizje këndore dhe lineare edhe lloje të ndryshme të sipërfaqeve në hapësirë. Në qoftë se ju përdorni një kondensator që ka fushë absolutisht uniforme elektrike në boshllëk, kjo nuk është aq e vështirë për të bërë sensorë elektronike dy nga llojet e mëposhtme:

• Në cilat zona e elektrodave është e ndryshueshme.
• Ata që kanë një hendek të ndryshueshme në mes të elektrodave.

Është e lehtë për të kuptuar se lloji i parë është më e përshtatshme për fiksimin e lëvizjes me të vërtetë e madhe, duke përdorur shumëllojshmëri të dytë mund të vërehet edhe disa lëvizje e trupit në hapësirë, vlera e së cilës është e barabartë me vetëm disa mikronë!

Sensore për përcaktimin e zhvendosjen këndore

Në përgjithësi, me dashje dhe qëllim, ata pothuajse tërësisht identike me llojin e mësipërm kontaktit. Ngjashmëri është manifestuar në faktin se sensorë janë elektroda të një zone të ndryshueshme duhet të përdoret edhe për dimensione më të mëdha dhe me një distancë të ndryshueshme midis elektrodave vetë - i vogël. Në mënyrë tipike, pajisje të tilla janë bërë multi-sektorial, me mundësinë e ndryshimit të fushën e pllakave kondensator.

Për të arritur këtë, një electrode parë fiksuar në bosht e luajtshme në rrotullim të cilat ajo ndryshon qëndrimin e saj në krahasim me zonën e dytë ndryshim që siguron mbivendosjen e pllakave dielektrike në kondensator. Natyrisht, kur ajo regjistroi një ndryshim në vëllim.

Gjetjet

Pra, kemi diskutuar karakteristikat themelore të nivelit të instrumentit, mësuar në lidhje me fushat e tyre të aplikimit, në lidhje me karakteristikat e projektimit, parimi i veprimit dhe zgjidhjet e mundshme teknike. Siç mund ta kuptoni nga neni, prevalenca e sensorë capacitive dhe popullariteti i tyre jashtëzakonisht të larta është e bazuar në çmim shumë tërheqës të pajisjeve të tilla dhe një jetë të gjatë të shërbimit edhe në kushte të vështira të mjedisit.

E gjithë kjo është e mundur në sajë të faktit se, nga një pikë konstruktiv të parë, të gjitha këto janë vetëm metra kapacitoreve standarde, të cilat karakterizohen nga një mënyrë disi të pazakontë e aplikimit të tyre. Megjithatë, ju mund të dhe për të gjetur për veten tuaj, edhe një herë duke kërkuar në formulat matematikore që në përgjithësi pasqyrojnë parimet fle punë.