Kapasitif Capteur: aparèy ak prensip de operasyon. detèktè kapasitif: aplikasyon

Modèn endistri, ak chak jou aktivite imen imen, twò, li se enposib imajine san yo pa tout kalite aparèy elektwonik. Yo ede nou nan tout fason, ak kèk fabrikasyon operasyon fè pa reyisi san yo pa yo. Pou moun "moun k'ap ede" yo ta genyen ladan tou yon Capteur kapasitif.

Sa yo rele convertisseurs fèt pa di ki paramètrik. se Mezi nan yon volim aparèy sa yo fè a varyasyon nan capacité lè w ap chanje nan kèk paramèt enpòtan. Senpleman mete, chanjman nan estime nan capacité ki anba enfliyans a nan kèk faktè ekstèn.

Prensip la opere nan Capteur a kapasitif

Sa a ki sa detèktè yo kapasitif. Prensip la nan operasyon yo menm yo pa konsa pou sa difisil, men yo konprann li ou bezwen konnen yon bagay. Pou kòmanse ak nou sonje prensip la nan pou detèmine si capacité a nan CAPACITOR a. se aksyon sa a eksprime pa fòmil sa a:

C = εεₒS / δ.

se ekspresyon sa a li te ye nan anpil soti nan kou a fizik lekòl la, men li pa ta fè mal yo rafrechi memwa ou ak sonje, ki vle di chak nan varyab yo:

• S - zòn nan plak yo CAPACITOR.
• E - relatif pèrmitivite nan materyèl la Dielectric itilize nan desen CAPACITOR.
• εₒ - tankou nan fizik fè yon don pèrmitivite nan espas gratis.
• δ - Se konsa, li kapab deziyen oswa epesè a nan plak la Dielectric, oswa distans ki genyen ant kouch yo plizyè nan materyèl.

Se konsa, ki soti nan fòmil la pi wo a ki capacité nan chanje fasil. Ase li yon jan kanmenm aji sou zòn nan nan plak la nan materyèl Dielectric, yon distans ant plak yo oswa dirèkteman ak pèmeyabilite ki nan te itilize nan envantè a nan materyèl la. An konsekans, seleksyon an ki gen valè patikilye depann sèlman sou lis la nan travay ki konsèpteur yo aparèy te mete.

Se konsa, nou ka menm fè yon Capteur kapasitif ak men ou, menm jan yon pwen konstriktif de vi li se - nòmal CAPACITOR a plat oswa silendrik, yon sèl asyèt ki gen ki se toujou ap fè eksperyans yon mouvman kontwole nan espas, ki mennen nan yon chanjman nan capacité. Li ta dwe vin chonje ki fòmil la pi wo a se valab sèlman si ou yo konplètman neglije efè kwen. Nou pral pale plis sou sa nan seksyon an final la nan atik sa a.

Li ta dwe li te ye ki tankou aparèy elektwonik yo te itilize anpil pou mezire deplasman yo angilè ak lineyè nan objè, kalkile gwosè a, travay la aplike, imidite, konsantrasyon nan aktif sibstans ak lòt karakteristik. Ak rèspè nan aspè yo estriktirèl nan kesyon an, Lè sa a, te di Bales yo te fè avyon-paralèl, nan enceintes silendrik ak elektwòd Pin, ak yon pawa nan yon materyèl Dielectric, e menm san li.

Isit la nan ki jan yo opere detèktè kapasitif. Prensip la nan operasyon nan kèk nan yo bezwen konnen nan gwo detay. Nan atik sa a nou bay kèk fòmil ki kapab itil pou ou.

Fòmil a dekri prensip la nan operasyon nan sèten kalite detèktè

Capteur nivo ak varyasyon posib nan kare a plak Dielectric kapab fasil dekri lè l sèvi avèk ekwasyon sa a:

C = εεₒaH / δ.

Pa "X" nan ka sa a refere a longè a nan sipèpoze yo nan elektwòd itilize. An konsekans, "yon" vle di lajè a nan plak yo nan CAPACITOR a. Li ta dwe remake ke moun ki aparèy sa yo yo te aplike nan jaden divès kalite nan endistri, kote yo yo te itilize pou mezi egzat nan valè angilè. se kapasite de dispositif a nan ka sa a jwenn pa ekspresyon sa a:

C = εεₒ (r₂- r₁) / 2δ * (φₒ-φ).

Yo nan lòd yo avèk presizyon mezire sansiblite a, ou ta dwe sèvi ak yon fòmil yon ti kras diferan:

K = εεₒ (r₂- r₁) / 2δ.

Se pou nou wè sa ki ki vle di pa moun varyab ki se yon pati nan ekwasyon sa yo:

• r₁ - enteryè reyon nan plak yo refrijeran;
• r₂ - deyò reyon nan plak la menm;
• φ - mezire nan moman sa valè a (aktyèl) nan ang lan sipèpoze;
• φₒ - valè inisyal la nan ang lan sipèpoze.

Finalman, nou eksplike ekspresyon ki matematik ki dekri prensip la opere nan kalib nan kapasitif ak diferans lè reglabl:

C = εεₒS / (δₒ-X).

Atandri, se yon clearance prensipal δₒ konprann, lèt X la yo se menm kantite lajan an nan deplasman nan plak la. Peye atansyon! Depi Karakteristik estatik yo pa entèdi lineyè, tipikman Capteur a nivo nan kalite la sèvi ak mezi deplasman piti anpil, ki pa pral depase 0,1δₒ nan kantite. Natirèlman, aparèy sa yo yo trè mande nan jeni presizyon, kote menm minè erè kapab lakòz pwoblèm byen grav.

Ki kote yo ka itilize?

Zòn nan posib aplikasyon yo ekstrèman divès. Kidonk, nan nòmalman tout endistri ka rankontre operasyon an, ki fè yo kontwole pa aparèy sa yo. Yo itilize yo kontwole ranpli a nan tank yo divès kalite, ak sa yo ka likid, gaz oswa patikil (Capteur gaz).

prévalence la nan aktivite endistriyèl ak nòmal imen endistriyèl se pi wo, plis serye ak pi fasil nan konsepsyon aparèy sa yo. Soti nan konbinezon an nan sentòm sa yo, yo yo, se pou bon ke yo ka itilize menm nan kondisyon trè agresif kenbe gaz yo lwil oliv.

Anplis de sa, ka Capteur a kapasitif dwe itilize kòm yon switch limit sou CONVEYOR liy oswa machin boutik la manifakti. Li nesesè ak pou pwezante ki pi egzak nan fòmil divès kalite.

detèktè pwoksimite

Men koulye a, nan demann gwo detèktè pwoksimite, ki fè yo te fè nan egzakteman prensip la menm. Ranje a nan sèvi ak yo se menm pi laj. Sa a se akòz pyès lajan pri aparèy yo ki ka travay nan pratikman tout kalite endistri. Men tou, gen yo se tipik endistri kote sa a ki kalite ekipman yo ki pi popilè a:

• Kontwòl nan resipyan yo likid-plen transparan te fè nan plastik oswa an vè.
• Yon fonksyon ki sanble fèt pa yo nan envantè de pwodwi manje (ki gen ladan timoun), ki kote pwodwi a fini pake yo nan kontenè ki te fè nan materyèl transparan. Sou prensip la menm ki baze sou ak travay la nan bal la kòm yon Capteur gaz kapasitif.
• Pou fè swivi zòn ki gen danje ladan, kote ki posib kase fil likidasyon.
• Kontwole kote menm jan an kote te kapab senti a CONVEYOR konpayi asirans ka domaje.
• Endividyèlman kontwole kalite a nan pwodwi pwodwi (konvèsyon nan bwat, boutèy, anbalaj).

Se pa etonan, sa yo aparèy elektwonik se pi komen an nan jeni presizyon, pouvwa moun k'ap viv koulye ak anpil lòt endistri varyete nan detèktè.

enklinomètr

Aparèy ki te vin répandus sèlman nan ane ki sot pase yo piti relativman ki menm gwosè ak enklinomètr kapasitif bay siyal pwodiksyon transmisyon elektrik ki gen grandè se pwopòsyonèl dirèkteman avèk Capteur a ang itilize.

jaden ki pi komen pi gwo nan sèvi ak aparèy sa yo: platfòm sistèm aliyman, detèminasyon nan deformation a ak deformation nan divès kalite travès sipò teknik, menm jan tou egzak kontwòl sou wout yo, tren tras devyasyon nan etap la nan konstriksyon yo.

Anplis, lè l sèvi avèk aparèy sa yo detèmine woulo liv la nan kamyon lou ak lòt machin, asansè ak pneu endistriyèl ak rann kont degre nan deplasman angilè pou machin agrikòl ak endistriyèl patikilyèman gwo.

Trè enpòtan kapasitif detèktè nivo gaz nan endistri a lwil oliv. Yo itilize yo menm nan supertankers yo ki pote nan yon sèl dè dizèn vwayaj ak dè santèn de milye de tòn pwodwi lwil oliv rafine. Materyèl sa yo ki trè efikas menm nan fòmasyon trè abondan nan kondansasyon ak yon wo degre de zòn pwodiksyon pousyè (Capteur gaz la menm).

Yo jwenn sèvi ak yo nan valè yo mezi nan nivo yo absoli epi relatif presyon osi byen ke epesè a nan materyèl la Dielectric, ki se trè enpòtan nan prèske tout endistri kote kondansateur se vre wi: pwisan yo te itilize.

Avantaj ki genyen nan prensipal nan detèktè kapasitif

Li ta dwe remake ke moun ki Capteur a kapasitif gen anpil avantaj lè yo konpare ak aparèy ki sanble ke yo te fòme sou prensip ti jan diferan. Se pou nou lis avantaj ki genyen nan prensipal nan sa yo KIP:

• Nan manifakti yo, yo se trè senp. Anplis de sa, materyèl sa yo ki pi senp ak bon mache kapab itilize nan pwodiksyon yo. Menm detèktè nivo gaz kapasitif itilize nan endistri petwòl objè yo enpòtan gen trè modès gwosè gen nivo ki pi ba posib nan konsomasyon nan enèji elektrik. Ak tout karakteristik sa yo, yo diferan nivo ekselan nan sansiblite, ki se souvan irealizabl pou aparèy yo ki pi plis chè.
• Nan prensip, li kapab yon Capteur kapasitif ak men ou, lè l sèvi avèk kòm baz li yo nenpòt ki plis oswa mwens serye ak bon jan kalite endistriyèl CAPACITOR.
• kontak yo yo gen (trè raman itilize yon pèseptè kounye a), ki se trè benefik nan travay la nan kondisyon ki gen gwo pousyè ak imidite.
• trè long lavi sèvis, inite a repete jere "repwann" pri ki ba yo. An konsekans, Capteur a kapasitif (pri a nan yo ki se nan seri a 1200-1700 rubles) se trè pwofitab akizisyon.
• Pou deplase pòsyon nan mobil nan aparèy la se oblije fè etonan ti kras efò.
• Aparèy la se trè fasil yo konbine ak prèske tout kategori nan ekipman ki itilize sèlman nan aktivite endistriyèl.

aspè negatif

Malerezman, chak Capteur kapasitif gen sèten dezavantaj, ki nan yon sèten limit konplike itilize nan toupatou nan sa a ki kalite ekipman yo. Nou lis yo nan plis detay:

• faktè konvèsyon (dir, transmisyon) se relativman ba.
• Ti gwosè ak senplisite nan konsepsyon kontribye nan lefèt ke nominasyon an demand trè wo sou bon jan kalite a nan aparèy tès depistaj.
• Bon Capteur nivo kapasitif (ak lòt enstriman mizik mezire menm jan an) ka opere efektivman sèlman nan yon frekans pi wo pase valè a estanda nan 50 Hz.

Avi enpòtan

Sepandan, tout moun se pa te tèlman mal. Manifaktirè Anpil chache Karakteristik pwoteksyon ekselan nan detèktè yo pa fè chanjman minè nan estrikti yo. Kòm pou frekans nan itilize, nan pratik yo montre rezilta ekselan nan valè toupatou endistriyèl nan 400 Hz.

Nou te deja te pale osijè de lwayote nan fòmil la debaz sèlman si inyore efè a kwen. Men, li se itil nan konnen ke li ka vrèman gen yon efè negatif sèlman nan evènman an ki distans ki genyen ant plak yo Dielectric se konparab ak gwosè pwòp yo. Anplis, ka efè a negatif dwe lajman netralize tou senpleman lè l sèvi avèk bag la gad. Nan ka sa a, enpak la nan efè fwontyè pa ka transfere byen pi lwen pase plak yo itilize.

Yon fwa ankò, nou sonje ke detèktè yo presyon menm yo karakterize pa yon senplisite remakab, ki pèmèt ou kreye yon sitèlman estab, dirab ak pri ki ba-estrikti. Si w chwazi dwat dimansyon yo jewometrik itilize Dielectric yo itilize nan pwodiksyon an nan tankou yon materyèl CAPACITOR pa kapab patikilyèman enkyete.

Kidonk, kòrèkteman davwa ke yo pran koupon pou achte a metal pou envantè de lojman nan Capteur, li se pratikman neglijab fluctuations tanperati menm fò ki ka rezilta nan yon chanjman nan capacité nan aparèy la ak lekti mank li yo. Natirèlman, sa a pa ékarté bezwen an fè bon jan detèktè izole presyon ak lòt mezi sa yo nan faktè agresif anviwònman an. Malgre senplisite yo, imidite ki wo ak nivo ki wo nan radyasyon ka afekte fyab la nan aparèy la.

klasifikasyon nan detèktè

Yo itilize nan pwosesis endistriyèl pou pwodiksyon yo pèmèt ou pataje tout kalite detèktè pwodwi an de gwoup gwo: odnoemkostnye ak dvuhemkostnye. se kalite nan lèt divize an différentielle Et poludifferentsialnye. Se pou nou konsidere yo nan plis detay.

Odnoemkostny aparèy. Nan ka sa a kous la Capteur kapasitif trè senp, depi pati prensipal yo se CAPACITOR ki pi komen ak varyab capacité. Malerezman, menm yon imidite yon ti kras ogmante ak tanperati genyen sou presizyon nan indications enpak trè byen mèb. Poutèt sa, gen divès detèktè souvan fonksyone byen. Netralize grandè a erè sa yo, li nesesè yo sèvi ak différenciés estrikti.

Dvuhemkostny Capteur. Aktyèlman, li nan jis yon estrikti konsa différenciés. Li se souvan posib al kontre se Capteur a nivo kapasitif manifaktire pa tankou yon konplo. Aparèy sa yo yo delivre m 'anba dezavantaj yo prensipal nan modèl la anvan, men gen feblès pwòp yo. Dezavantaj nan pi enpòtan se bezwen an yo sèvi ak de oswa twa fil kouvwi ant aparèy nan tèt li ak sifas la, paske se sèlman nan fason sa a ka siprime sa yo rele capacité nan parazit.

Sepandan, yon konplo san patipri sofistike nan detèktè kapasitif nan ka sa a li se fasil ki inyore, paske se nan retounen ou jwenn yon aparèy trè egzat ak sansib.

konstwi detèktè Espesifik

Nan anpil ka (ki soti nan pwen nan konsepsyon de vi) kreyasyon an nan aparèy sa yo se yon pwoblèm. Sa a se laverite espesyalman lè ou vle kreye yon Capteur ak nivo varyab nan kapasite. Sepandan, eksperyans montre ke anpil nan pwoblèm yo ap rezoud prèske nèt kalibrasyon egzat ak segondè materyèl pèfòmans yo itilize nan pwodiksyon an. Pi souvan sa yo difikilte fè fas a pa pwodiktè dvuhemkostnyh detèktè.

An jeneral, espesifik la nan kalite sa a mezire aparèy se yo ke yo ka reprezante kòm yon rapò dimension nan de kantite fizik (resipyan) ki gen yon ekspresyon egzak fizik ak sans. Se konsa, yo ke yo ka san danje rele "sond relasyon an." Avantaj nan aparèy sa yo (yo gwo plis!) Eske se sa ke yo jeneralman yo pa ka gen nan desen li yo kèk mezi estanda ki refwadi amelyore fyab nan sitiyasyon reyèlman ekstrèm ak kondisyon.

Karakterizasyon nan ankode lineyè

Tout valè ki pa elektrik, ki se souvan oblije kontwole nan yon anviwònman ki endistriyèl yo, li trè divès ak raj tout kalite. Yon pati enpòtan nan mezi yo ki se sijè a kontwòl strik, fè mouvman angilè ak lineyè menm diferan kalite sifas nan espas. Si ou itilize yon CAPACITOR ki gen absoliman inifòm jaden elektrik nan espas sa a, li se pa tèlman difisil fè detèktè elektwonik de nan kalite sa yo:

• Nan ki zòn nan elektwòd yo se varyab.
• Moun ki gen yon espas plase ant elektwòd yo.

Li se fasil ke ou konprann ke kalite a premye se pi apwopriye pou repare-mouvman an reyèlman gwo, pandan y ap lè l sèvi avèk varyete nan dezyèm ka remake menm kèk mouvman kò nan espas, valè a nan ki se egal a sèlman kèk mikron!

Detektè pou detèmine deplasman an angilè

An jeneral, pa konsepsyon ak objektif, yo prèske nèt ki idantik ak kalite a kontak anvan. se resanblans manifeste nan lefèt ke detèktè yo yo elektwòd nan yon zòn varyab ta dwe tou gen pou itilize pou pi gwo dimansyon epi ki gen yon distans varyab ant elektwòd yo tèt yo - ki piti yo. Tipikman, aparèy sa yo yo te fè milti-rejyonal, ak posibilite pou chanje zòn nan nan plak yo CAPACITOR.

Pou yo rive nan sa a, yon electrodes premye fiks nan arbr a mobil nan wotasyon ki li chanje pozisyon relatif li yo nan zòn nan chanjman dezyèm ki bay sipèpoze yo nan plak yo Dielectric nan CAPACITOR a. Natirèlman, lè li anrejistre yon chanjman nan capacité.

konklizyon

Se konsa, nou diskite karakteristik debaz yo nan nivo a nan enstriman an, te aprann enfòmasyon sou zòn yo nan aplikasyon an, sou karakteristik yo ki konsepsyon, prensip la nan aksyon ak posib solisyon teknik. Kòm ou ka konprann ki soti nan atik la, se prévalence de detèktè kapasitif ak popilarite ekstrèmman wo yo ki baze sou pri a bèl anpil nan aparèy sa yo ak yon lavi sèvis long menm anba kondisyon difisil anviwònman an.

Tout sa a se posib gras a lefèt ke, soti nan yon pwen de vi konstriktif, tout mèt sa yo, se sèlman kondansateur estanda, ki fè yo karakterize pa yon fason yon ti jan dwòl nan aplikasyon yo. Sepandan, ou ka epi chèche konnen pou tèt ou, yon lòt fwa ankò gade nan fòmil yo matematik ki lajman reflete prensip yo Kip travay.