Kapasitif Sensörler Nasıl Çalışır?
Kapasitif sensörler, algılama elemanları olarak çeşitli kapasitörler kullanır. Ölçülen değerdeki değişiklik nedeniyle kapasitörün kapasitansı değişecektir. Ölçüm devresi aracılığıyla kapasitanstaki değişiklik bir elektrik sinyali çıkışına dönüştürülebilir. Elektrik sinyalinin büyüklüğünü ölçerek ölçülen büyüklük yargılanabilir. Bu kapasitif sensörlerin temel çalışma prensibidir.
Kapasitif sensörlerin avantajları
1. İyi sıcaklık kararlılığı
Kapasitif sensörün kapasitans değeri, genellikle düşük sıcaklık katsayılarına sahip malzemelerin seçilmesine elverişli olan elektrot malzemesinden bağımsızdır ve çok küçük ısı üretimi nedeniyle stabilite üzerinde çok az etkiye sahiptir. Direnç sensörü, ısı oluşumu nedeniyle sıfır sapma oluşturmak kolay olan bakır kaybına sahiptir.
2. Basit yapı
Kapasitif sensör basit bir yapıya sahiptir, üretimi kolaydır ve yüksek doğruluk sağlar ve bazı özel ölçümler elde etmek için çok küçük yapılabilir; yüksek sıcaklık, güçlü radyasyon ve güçlü manyetik alanlar gibi zorlu ortamlarda çalışabilir ve yüksek sıcaklıklara dayanabilir Değişime, yüksek basınca, yüksek darbeye, aşırı yüke vb. dayanabilir; ultra-yüksek sıcaklık ve düşük basınç farkını ölçebilir ve ayrıca manyetik işi ölçebilir.
3. İyi dinamik tepki
Elektrot plakaları arasındaki küçük elektrostatik çekim nedeniyle (yaklaşık birkaç 10(-5)N), kapasitif sensör çok az enerji gerektirir ve hareketli kısmı çok küçük ve ince yapılabilir, yani kütle. ışık, dolayısıyla doğal frekansı yüksektir, dinamik tepki süresi kısadır ve özellikle dinamik ölçümler için uygun olan birkaç megahertzlik frekanslarda çalışabilir. Küçük dielektrik kaybı nedeniyle, daha yüksek bir frekansta çalıştırılabilir, böylece sistem yüksek bir frekansta çalışır. Hızla değişen parametreleri ölçmek için kullanılabilir.
4. Temassız-temassız ölçüm ve yüksek hassasiyet
Döner millerin titreşiminin veya eksantrikliğinin -temassız ölçümü, küçük bilyalı rulmanların radyal boşluğu vb. Temassız ölçüm kullanıldığında, kapasitif sensörün ortalama bir etkisi vardır, bu da aşağıdakilerin etkisini azaltabilir. ölçümde iş parçasının yüzey pürüzlülüğü.
In addition to the above advantages, capacitive sensors can measure extremely low pressure, force, and small acceleration, displacement, etc. It can be made very sensitive, with high resolution, and can sense displacements of 0.01μm or even smaller. Due to its small loss of medium such as air, the zero residual generated when the differential structure is connected in a bridge type is small, so the circuit is allowed to perform high magnification amplification, so that the instrument has high sensitivity.
Kapasitif sensörlerin dezavantajları
1. Yüksek çıkış empedansı ve zayıf yük kapasitesi.
No matter what type of capacitive sensor, limited by the geometric size of the electrode plate, its capacitance is very small, generally tens to hundreds of picofarads (pF), so the output impedance of the capacitive sensor is very high, up to Ω. Due to the high output impedance, the output power is small, the load capacity is poor, and it is easily affected by external interference and causes instability, and even cannot work in severe cases.
2. Parazitik kapasitansın büyük etkisi vardır.
Kapasitif sensörün ilk kapasitansı çok küçüktür, sensör ile elektronik devreyi bağlayan kurşun kablonun kapasitansı, elektronik devrenin kaçak kapasitansı ve kapasitif plaka ve çevresindeki iletkenler tarafından oluşturulan kapasitans nispeten büyüktür. Parazitik kapasitansın varlığı sadece ölçüm hassasiyetini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda doğrusal olmayan çıktıya da neden olur. Parazitik kapasitans rastgele değiştiği için sensör, ölçüm doğruluğunu etkileyen kararsız bir çalışma durumundadır.