電容式接近開關(guān)的使用-物位檢測匯編

1、 電容式接近(jijn)開關(guān)的使用 一、任務(wù)描述與分析 本次任務(wù)就是學(xué)習(xí)如何(rh)利用電容式接近開關(guān)和其它器件設(shè)計(jì)了一種控制水龍頭開與關(guān)的系統(tǒng)。 7/29/20221共二十三頁最聰明(cngmng)的水龍頭：電容式感應(yīng)式7/29/20222共二十三頁振蕩電路感應(yīng)電極被測物體二、相關(guān)知識(shí)1.什么是電容式接近(jijn)開關(guān) 7/29/20223共二十三頁 這種開關(guān)的測量通常是構(gòu)成(guchng)電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是開關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測量過程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時(shí)，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化

2、，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關(guān)的接通或斷開。這種接近開關(guān)檢測的對象，不限于導(dǎo)體，可以絕緣的液體或粉狀物等。7/29/20224共二十三頁 被檢測物體可以是導(dǎo)電體、介質(zhì)損耗較大的絕緣體、含水的物體（例如飼料、人體等） ；可以是接地的，也可以是不接地的。 調(diào)節(jié)接近開關(guān)尾部的靈敏度調(diào)節(jié)電位器，可以根據(jù)被測物不同來改變(gibin)動(dòng)作距離。 7/29/20225共二十三頁電容式接近開關(guān)(kigun)外形齊平(q pn)式非齊平式7/29/20226共二十三頁非齊平式接近(jijn)開關(guān)的安裝 非齊平式安裝時(shí)，傳感器高于安裝支架(zhji)，易損壞。7/29/20227共

3、二十三頁全密封防水(fn shu)式遠(yuǎn)距離式（大量(dling)程）7/29/20228共二十三頁24V負(fù)載(fzi)7/29/20229共二十三頁2 工作(gngzu)原理7/29/202210共二十三頁 電容式傳感器的感應(yīng)面由兩個(gè)同軸金屬電極構(gòu)成，很像“打開的”電容電極，該兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)電容，串接在RC振蕩回路內(nèi)。 當(dāng)一個(gè)目標(biāo)朝著電容器的電極靠近(kojn)時(shí)，電容器的容量增加。通過后極電路的處理，將停振和振蕩兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)，從而起到了檢測有無物體存在的目的。該傳感器能檢測到金屬物體，也能檢測到非金屬物體，對金屬物體可獲得最大的動(dòng)力作距離，對非金屬物體動(dòng)作距離決定于材料的介電常數(shù)

4、。分析(fnx)原理：7/29/202211共二十三頁三、相關(guān)技能(jnng)（一）如何提高電容式傳感器的精度1、溫度對結(jié)構(gòu)尺寸(ch cun)的影響及解決方法2、電容電場的邊緣效應(yīng) 3、寄生電容的影響 實(shí)際中存在的問題及解決方法7/29/202212共二十三頁1、溫度(wnd)對結(jié)構(gòu)尺寸的影響及解決方法 環(huán)境溫度的改變將引起電容式傳感器各部分零件幾何尺寸(ch cun)和相互間幾何位置的變化，從產(chǎn)生附加電容變化。而產(chǎn)生附加電容變化。尤其對于變間隙型電容傳感其極板間距僅為幾十微米至幾百微米，溫度引起的尺寸(ch cun)相對變化就可能相當(dāng)大，從而造成很大的特性溫誤差 動(dòng)極板定極板絕緣材料7/2

5、9/202213共二十三頁2、溫度(wnd)對結(jié)構(gòu)尺寸的影響及解決方法由上式可見，在設(shè)計(jì)電容傳感器時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)合理的初始電容量決定間隙d0，然后根據(jù)材料的線膨脹系數(shù)適當(dāng)?shù)剡x擇h1和h2，以盡量滿足(mnz)上式的溫度補(bǔ)償條件。1、選用溫度膨脹系數(shù)小、幾何尺寸穩(wěn)定的材料。（陶瓷、鐵鎳合金）2、采用差動(dòng)對稱結(jié)構(gòu)。3、在測量電路中加以補(bǔ)償。 7/29/202214共二十三頁2、電容(dinrng)電場的邊緣效應(yīng) 理想條件下，平行板電容器的電場(din chng)均勻分布于兩極板相互覆蓋的空間，但實(shí)際上，在極板的邊緣附近，電場(din chng)分布是不均勻的，從而使電容的實(shí)際計(jì)算公式變得相當(dāng)復(fù)雜。

6、這種電場(din chng)的邊緣效應(yīng)相當(dāng)于傳感器并聯(lián)了一個(gè)附加電容，其結(jié)果使傳感器的靈敏度下降和非線性增加。 7/29/202215共二十三頁2、電容(dinrng)電場的邊緣效應(yīng)解決方法：1首先應(yīng)增大電容器的初始電容量，即增大極板面積和減小極板間距。2加裝等位環(huán)。如圖所示，在極板A的同一平面內(nèi)加一個(gè)同心環(huán)面G。A和G在電氣上相互絕緣(juyun)，二者之間的間隙越小越好。這就可使A、B間的電場接近理想的均勻分布了。加裝等位環(huán)的電容器有三個(gè)端子A、B、G。 7/29/202216共二十三頁 3、寄生電容的影響(yngxing) 我們知道，任何兩個(gè)導(dǎo)體之間均可構(gòu)成電容聯(lián)系。電容式傳感器除了極板

7、間的電容外，極板還可能與周圍物體(包括儀器(yq)中的各種元件甚至人體)之間產(chǎn)生電容聯(lián)系，這種電容稱為寄生電容。由于傳感器本身電容很小，所以寄生電容可能使傳感器電容量發(fā)生明顯改變；而且寄生電容極不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致傳感器特性的不穩(wěn)定，對傳感器產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。解決方法：1、靜電屏蔽。（即將電容器極板放置在金屬殼體內(nèi)，并將殼體良好接地。）2、引出線也必須用屏蔽線，且屏蔽線外3、采用驅(qū)動(dòng)電纜技術(shù)，也稱雙層屏蔽等電位傳輸技術(shù)。將電極引出線進(jìn)行內(nèi)外雙層屏蔽7/29/202217共二十三頁（二）典型工業(yè)用接近(jijn)開關(guān)圖4-16 CLG型M1870電容式接近(jijn)開關(guān)外型圖7/29/202218共二

8、十三頁電容式接近開關(guān)(kigun)在液位測量控制中的使用7/29/202219共二十三頁 電容式接近(jijn)開關(guān)在 液位物位測量控制中的使用7/29/202220共二十三頁 電容式接近開關(guān)在物位測量控制(kngzh)中的使用演示7/29/202221共二十三頁不同材料的非金屬檢測(jin c)物對電容式接近開關(guān)動(dòng)作距離的影響7/29/202222共二十三頁內(nèi)容摘要電容式接近開關(guān)的使用。2/18/2022。2 工作原理。當(dāng)一個(gè)目標(biāo)朝著電容器的電極靠近時(shí)，電容器的容量增加。三、相關(guān)(xinggun)技能（一）如何提高電容式傳感器的精度。環(huán)境溫度的改變將引起電容式傳感器各部分零件幾何尺寸和相互間幾何位置的變化，從產(chǎn)生附加電容變化。尤其對于變間隙型電容傳感其極板間距僅為幾十微米至幾百微米，溫度引起的尺寸相對變化就可能相當(dāng)大，從而造成很大的特