Mis on mahtuvuslik andur?

Nagu mõned muud tüüpi andurid (näiteks induktiivandurid), toimivad mahtuvuslikud andurid ilma füüsilise kontaktita uuritava objektiga. Teisisõnu on seda tüüpi andurid kontaktivabad seadmed. Nad suudavad tuvastada nii elektrit juhtivaid kui ka mittejuhtivaid materjale. Selle omaduse tõttu saab mahtuvuslikke andureid kasutada kohtades, kus näiteks induktiivandurid pole rakendatavad.

Mis on mahtuvuslik andur, selle struktuur ja töörežiim

Seda tüüpi andurid pole seadmena eriti keerukad ja koosnevad tavaliselt järgmistest elementidest:

Karbid

Keha võimaldab koondada kõik elemendid üheks tervikuks. Lisaks pakub see elementide usaldusväärset kaitset välistegurite eest, mis võivad selle efektiivsust mõjutada. Mahtuvusanduri korpus on tavaliselt messingist või polüamiidist.

Ühenduspesa

See on spetsiaalne vaik, mis kaitseb anduri elemente niiskuse või muude kahjulike ainete eest.

Käivita

Päästik tekitab vajaliku lülitussignaali võimsuse ja hüstereesi hulga (see on vahemaa erinevus enne sisselülitamist).

LEDid

Valgusdioodid võimaldavad kiiret seadistamist ja näitavad lüliti asendit.

Võimendi

Võimendab väljundsignaali soovitud väärtuseni.

Demodulaator

Demodulaator muudab kõrgsageduslikke võnkeid kuni pinge muutumiseni.

Generaator

See loob elektrivälja, mis toimib objektil.

Elektroodid

Mahtuvusanduri tööpinnaks on tavaliselt kaks elektroodi, mis toimivad kondensaatorplaatidena, mis on ühendatud generaatori tagasisideahelaga. Ta on omakorda konfigureeritud muutma oma jõudu, kui see läheneb juhitavale objektile.

Nende vibratsioonide tagajärjel tekitab generaator, kui andur läheneb objektile, kasvava amplituudi, mida töödeldakse ja mis tekitab väljundsignaali.

Mahtuvusandureid juhivad elektrit juhtivad objektid ja dielektrikud. Juhtiva objekti lähenedes muutub tajumiskaugus palju suuremaks, kui katseobjektideks on dielektrikud (reaktsioonidistants sõltub dielektrilisest konstandist).

Kasutama
Seda tüüpi andurite kasutamine on äärmiselt palju ja mitmekesine. Neid kasutatakse laialdaselt tööstusprotsesside juhtimissüsteemides peaaegu kõigis tööstusharudes.

Neid kasutatakse parkimisandurites ja paakide täitmise kontrollimiseks vedelate, puisteainete ja gaasiliste ainetega, automaatliinide lülitamiseks, masinakeskuste, masinate, konveierite, alarmsüsteemide jm jaoks.

Mahtuvusandurite tüübid ja nende rakendused

Lähedusandurid

Praegu on ühed kõige sagedamini kasutatavad mahtuvuslikud andurid lähedusandurid, millel on lisaks ülimalt töökindlale ka väga laia valikut eeliseid.

Seda tüüpi andureid kasutatakse peaaegu kõigis piirkondades, kuna need on väga mõistliku hinnaga. Neid kasutatakse erinevate mahutite täitetaseme, juhtpinge kontrollimiseks, tootmisliinidel esinevate probleemide korral signaalimiseks ja teisteks.

Mahtuvusega kooderid nurk- ja sirgjooneliste liikumiste jaoks

Seda tüüpi andureid kasutatakse sellistes tööstusharudes nagu masinaehitus, energeetika, transport, ehitus jt.

Kaldemõõdikud

Mahtuvuslikke kallutusmõõtureid kasutatakse tasandussüsteemides õliplatvormidel, tugede deformatsiooni määramiseks, teede ja raudteede kalle jälgimiseks ja kontrollimiseks nende ehitamise ajal, autode, laevade, liftide, tõsteseadmete, põllutöömasinate kvaliteedi määramiseks pöörlevate esemete nurknihke määramiseks. nii statsionaarsete kui ka liikuvate šahtide, hammasrataste ja mehhanismidena.

Mahtuvuslikud nivooandurid

Seda tüüpi andureid kasutatakse toiduainete, farmaatsia-, keemia- ja naftatööstuse seiresüsteemides, protsesside reguleerimisel ja kontrollimisel.

Need on äärmiselt tõhusad vedelike, puistematerjalide, juhtivate ja mittejuhtivate viskoossete ainete käitlemisel ning karmides töökeskkondades ruumides või kohtades, kus koguneb tolmu või kondensatsiooni.

Mahtuvusandureid kasutatakse laialdaselt tööstusharudes, kus on vaja kogurõhu, dielektriliste materjalide paksuse, niiskuse, sirgjooneliste ja nurk deformatsioonide jt täpset mõõtmist.

Mahtuvusandurite klassifitseerimine vastavalt nende rakendamise meetodile

Igat tüüpi mahtuvuslikke andureid saab jagada kahte rühma: ühe ja kahe paagiga andurid. Viimased jagunevad veel diferentsiaalseteks ja pooldiferentsiaalseteks.

Ühe mahtuvusega andurid on lihtsa konstruktsiooniga ja muutuva kondensaatoriga. Seda tüüpi anduritel on mitmeid puudusi, mis hõlmavad olulisi keskkonnamõjusid nagu niiskus ja temperatuur.

Diferentsiaalse disainiga andurite puuduseks on see, et need erinevad ühe mahtuvusega anduritest ning diferentsiaalanduritel on anduri ja mõõteseadme vahel vähemalt kolm ühendusjuhet, et neutraliseerida niiskuse ja temperatuuri negatiivseid mõjusid.

Selle väikese puuduse tõttu suurendavad diferentsiaalandurid aga oluliselt nende täpsust ja stabiilsust ning laiendavad seeläbi nende rakendusala.

Mahtuvusandurite plussid
Võrreldes konkurentsivõimeliste optiliste, induktiivsete ja piesoelektriliste anduritega on mahtuvusanduritel palju eeliseid, sealhulgas:

• tootmise lihtsus - mahtuvusandurite valmistamiseks kasutatakse odavaid materjale, mis mõjutab toote lõpphinda;
• väike suurus ja kaal;
• väike energiatarve;
• kõrge tundlikkus;
• mittekontaktne (nad ei pea olema uurimisobjekti lähedal;
• pikk kasutusiga;

Anduri disaini lihtne kohandamine erinevate ülesannete ja mõõtmiste jaoks.

Piirangud
Mõned mahtuvuslike andurite suurimad puudused on:

• suhteliselt madal ümberarvestuskurss (ülekanne);
• vajadus töötada sagedusel üle 50 Hz;
• jõudlust võivad mõjutada tolm ja niiskus ning andur võib tuvastada vale mõõtmise;
• temperatuuri tundlikkus.

Mahtuvuslikke andureid on lihtne kujundada, mille tulemuseks on vastupidav ja usaldusväärne disain. Kondensaatori parameetrid sõltuvad ainult selle omadustest ja ei sõltu kasutatud materjalide omadustest, kui need on õigesti valitud.

Nende temperatuuritundlikkuse probleemi saab lahendada, valides plaatidele sobiva materjali ja kinnitamiseks sobiva isolatsiooni. Jääb vaid parandada nende kaitset tolmu, niiskuse ja ioonkiirguse kahjulike mõjude eest ning seda tüüpi andureid saab kasutada veelgi laiemalt.

Ja lõpuks võime kokku võtta ...

Mahtuvuslikud andurid kasutavad väga vähe mehaanilist jõudu, mida neil on vaja liikuva osa liigutamiseks, süsteemi väljundi reguleerimiseks ja suure täpsusega töötamiseks. Kõik see muudab need andurid juhtivate ja mittejuhtivate elementide täpseks mõõtmiseks hädavajalikuks.

Küsimused ja vastused:

Mis on mahtuvuslikud andurid? Ühemahtuvuslik, kahemahtuvuslik. Need jagunevad omakorda: lineaarseteks, nurk-, kaldemõõturiteks, tasemeanduriteks, rõhuanduriteks.

Milleks on mahtuvuslikud andurid ette nähtud ja kuidas need töötavad? Sellistes andurites muutub mõõdetud parameeter, mille tõttu muutub takistus. Selliseid andureid kasutatakse niiskuse, rõhu, mehaanilise jõu jne väärtuste teisendamiseks.

Kuidas mahtuvuslik tasemeandur töötab? Sellises anduris muutub mõõdetud taseme muutumise tõttu ka kondensaatori mahtuvus (selle moodustavad sond ja reservuaari seinad - mida rohkem vedelikku mahutis, seda suurem on võimsus).