정전 용량 형 센서 란?

다른 유형의 센서 (예 : 유도 센서)와 마찬가지로 정전 용량 센서는 조사 대상 물체와 물리적 접촉없이 작동합니다. 즉, 이러한 유형의 센서는 비접촉 장치입니다. 그들의 도움으로 전기 전도성 및 비전 도성 물질을 모두 감지 할 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 정전 용량 센서는 예를 들어 유도 형 센서를 적용 할 수없는 장소에서 사용할 수 있습니다.

정전 용량 센서, 구조 및 작동 모드 란?

이 유형의 센서는 장치만큼 복잡하지 않으며 일반적으로 다음으로 구성됩니다.

껍질

몸은 모든 요소를 ​​하나의 전체로 모을 수 있습니다. 또한 효과에 영향을 줄 수있는 외부 요인으로부터 요소를 안정적으로 보호합니다. 정전 용량 형 센서의 본체는 일반적으로 황동 또는 폴리 아미드로 만들어집니다.

커넥터

수분이나 기타 유해 물질로부터 센서 소자를 보호하는 특수 수지입니다.

방아쇠

트리거는 필요한 스위칭 신호 전력과 히스테리시스 양을 생성합니다 (이는 전원을 켜기 전 거리의 차이입니다).

LED

LED는 빠른 설정을 제공하고 스위치 위치를 표시합니다.

증폭기

출력 신호를 원하는 값으로 증폭합니다.

복조기

복조기는 전압이 변경 될 때까지 고주파 진동을 변경합니다.

발전기

그것은 물체에 작용하는 전기장을 생성합니다.

전극

용량 성 센서의 작업 표면은 일반적으로 발전기의 피드백 루프에 연결된 커패시터 플레이트 역할을하는 두 개의 전극입니다. 그는 차례로 제어 대상에 접근 할 때 힘을 변경하도록 구성됩니다.

이러한 진동의 결과로 센서가 물체에 접근하면 발생기는 증가하는 진폭을 생성하여 처리되고 출력 신호를 생성합니다.

정전 용량 센서는 전기 전도성 물체와 유전체로 구동됩니다. 전도성 물체가 접근함에 따라 감지 거리는 테스트 물체가 유전체 일 때보 다 훨씬 더 커집니다 (반응 거리는 유전 상수에 따라 다름).

사용
이 유형의 센서 사용은 매우 광범위하고 다양합니다. 거의 모든 산업에서 산업 공정 제어 시스템에 널리 사용됩니다.

자동차 주차 센서에 사용되며 액체, 벌크 및 기체 물질로 탱크를 채우는 것을 제어하고, 자동 라인의 스위치, 기계 센터, 기계, 컨베이어, 경보 시스템 등에 사용됩니다.

정전 용량 형 센서의 유형과 그 응용

근접 센서

현재 가장 일반적으로 사용되는 정전 용량 형 센서 중 하나는 매우 신뢰할 수있을뿐만 아니라 매우 광범위한 장점을 가진 근접 센서입니다.

이 유형의 센서는 매우 합리적인 가격으로 거의 모든 분야에서 사용됩니다. 다양한 용기의 충전 수준을 제어하고 전압을 제어하며 생산 라인에 문제가 발생한 경우 신호를 보내는 데 사용됩니다.

각도 및 선형 이동을위한 용량 성 인코더

이 유형의 센서는 기계 공학, 에너지, 운송, 건설 등의 산업에서 사용됩니다.

경사계

정전 용량 경사계는 레벨링 시스템의 오일 플랫폼에서 사용되며, 지지대의 변형을 확인하고, 건설 중 도로 및 철도의 경사를 모니터링 및 제어하고, 자동차, 선박, 엘리베이터, 리프팅 장비, 농업 기계의 품질을 확인하여 회전하는 물체의 각도 변위를 결정합니다. 샤프트, 기어 및 메커니즘으로 고정 및 이동 가능합니다.

용량 성 레벨 센서

이 유형의 센서는 식품, 제약, 화학 및 석유 산업에서 프로세스의 모니터링 시스템, 규제 및 제어에 사용됩니다.

액체, 벌크 고체, 전도성 및 비전 도성 점성 물질을 취급하고 먼지 나 응결이 축적되는 방이나 장소의 거친 작업 환경에서 매우 효과적입니다.

정전 용량 형 센서는 총 압력, 유전체 재료의 두께, 수분, 선형 및 각도 변형 등의 정확한 측정이 필요한 산업에서 널리 사용됩니다.

구현 방법에 따른 정전 용량 형 센서 분류

모든 유형의 용량 성 센서는 탱크가 XNUMX 개 및 XNUMX 개인 센서의 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 후자는 차동 및 반 차동으로 더 나뉩니다.

단일 커패시턴스 센서는 단순한 설계이며 가변 커패시터입니다. 이러한 유형의 센서에는 습도 및 온도와 같은 심각한 환경 영향을 포함하는 몇 가지 단점이 있습니다.

차동 설계 센서의 단점은 단일 커패시턴스를 가진 센서와 다르며, 차동 센서는 습도와 온도의 부정적인 영향을 중화하기 위해 센서와 측정 장치 사이에 최소 XNUMX 개의 연결 와이어가 있다는 것입니다.

그러나 이러한 작은 단점으로 인해 차동 센서는 정확도와 안정성을 크게 높여 응용 분야를 확장합니다.

정전 용량 센서의 장점
경쟁사의 광학, 유도 및 압전 센서와 비교하여 정전 용량 센서는 다음과 같은 많은 장점이 있습니다.

• 생산 용이성 - 제품의 최종 가격에 영향을 미치는 용량 성 센서 제조에 저렴한 재료가 사용됩니다.
• 작은 크기와 무게;
• 저전력 소비;
• 높은 감도;
• 비접촉 (연구 대상 근처에있을 필요는 없습니다.
• 긴 수명;

다양한 작업 및 측정을 위해 센서 디자인을 쉽게 조정할 수 있습니다.

제한
정전 용량 형 센서의 가장 큰 단점은 다음과 같습니다.

• 상대적으로 낮은 전환율 (전송);
• 50Hz 이상의 주파수에서 작업해야 할 필요성;
• 성능은 먼지와 습기의 영향을받을 수 있으며 센서는 잘못된 측정을 감지 할 수 있습니다.
• 온도 감도.

정전 용량 형 센서는 설계가 간단하여 내구성이 높고 신뢰할 수있는 설계가 가능합니다. 커패시터의 매개 변수는 특성에만 의존하며 올바르게 선택한 경우 사용되는 재료의 특성에 의존하지 않습니다.

온도에 대한 민감도 문제는 플레이트에 적합한 재료를 선택하고 고정을위한 적절한 절연을 선택하여 해결할 수 있습니다. 먼지, 습기 및 이온 복사의 유해한 영향에 대한 보호 기능을 향상시키는 것만 남아 있으며 이러한 유형의 센서는 훨씬 더 광범위한 응용 분야를 가질 것입니다.

그리고 마지막으로 요약 할 수 있습니다.

정전 용량 센서는 움직이는 부품을 이동하고 시스템의 출력을 조정하며 높은 정확도로 작동하는 데 필요한 매우 작은 기계적 힘을 사용합니다. 이 모든 것이 이러한 센서를 전도성 및 비전도성 요소의 정확한 측정에 필수 불가결하게 만듭니다.

질의 응답 :

정전 용량 센서는 무엇입니까? 단일 용량성, 이중 용량성. 차례로 선형, 각도, 경사계, 레벨 센서, 압력 변환기로 나뉩니다.

정전 용량 센서는 무엇을 위한 것이며 어떻게 작동합니까? 이러한 센서에서는 측정된 매개변수가 변경되어 저항이 변경됩니다. 이러한 센서는 습도, 압력, 기계적 힘 등의 값을 변환하는 데 사용됩니다.

정전식 레벨 센서는 어떻게 작동합니까? 이러한 센서에서는 측정된 레벨의 변화로 인해 커패시터의 커패시턴스도 변경됩니다(프로브와 저장소의 벽에 의해 형성됨 - 저장소에 액체가 많을수록 용량이 높아짐).