任務(wù)四 電容式接近開(kāi)關(guān)

項(xiàng)目五

物位檢測(cè)項(xiàng)目五

物位檢測(cè)項(xiàng)目描述：在工業(yè)流程中，溫度、壓力、流量之外，物位是不可或缺的，所以物位號(hào)稱(chēng)熱工四大參數(shù)之一。在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域中，常要對(duì)某可動(dòng)部分進(jìn)行檢測(cè)定位，或判斷是否有工件存在。這時(shí)就需要我們的物位傳感器。任務(wù)4電容式接近開(kāi)關(guān)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握電容式接近開(kāi)關(guān)的工作原理；2.理解電容式接近開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；3.了解電容式接近開(kāi)關(guān)的實(shí)際應(yīng)用。能力目標(biāo)：1.學(xué)會(huì)電容式接近開(kāi)關(guān)的外部接線方法；2.學(xué)會(huì)識(shí)別電容式接近開(kāi)關(guān)。素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和全面分析問(wèn)題的能力2.提升學(xué)生舉一反三的能力任務(wù)4電容式接近開(kāi)關(guān)【任務(wù)引入】高節(jié)奏、高效率，是當(dāng)代生活的一大特點(diǎn)。汽車(chē)已不再是奢侈品，它被越來(lái)越多的家庭所擁有,在汽車(chē)儀表盤(pán)上指示油箱液位的指針會(huì)隨著油料的多少而轉(zhuǎn)動(dòng)，那么汽車(chē)油箱液位是如何工作的呢？帶著這個(gè)疑問(wèn)，今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)一種接近開(kāi)關(guān)——電容式接近開(kāi)關(guān)，如圖所示。任務(wù)4電容式接近開(kāi)關(guān)一、認(rèn)識(shí)電容式傳感器1．電容式傳感器

電容式傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種裝置，它本身就是一種可變電容器。由于這種傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，靈敏度高，分辨率高，能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量等特點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于位移、加速度、振動(dòng)、壓力、壓差、液位、等分含量等檢測(cè)領(lǐng)域。任務(wù)4電容式接近開(kāi)關(guān)2.電容式傳感器的工作原理

由絕緣介質(zhì)分開(kāi)的兩個(gè)平行金屬板組成的平板電容器,如圖5-4-2所示。如果不考慮邊緣效應(yīng),其電容量為ε為電容極板間介質(zhì)的介電常數(shù),ε=ε0·εr,其中ε0為真空介電常數(shù),εr為極板間介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù);A為兩平行板所覆蓋的面積；d為兩平行板之間的距離。當(dāng)被測(cè)參數(shù)變化使得上式中的A，d或ε發(fā)生變化時(shí),電容量C也隨之變化。如果保持其中兩個(gè)參數(shù)不變,而僅改變其中一個(gè)參數(shù),就可把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化,通過(guò)測(cè)量電路就可轉(zhuǎn)換為電量輸出。因此電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類(lèi)。電容式接近開(kāi)關(guān)就是利用電容式傳感器原理設(shè)計(jì)的。任務(wù)4電容式接近開(kāi)關(guān)【任務(wù)引入】高節(jié)奏、高效率，是當(dāng)代生活的一大特點(diǎn)。汽車(chē)已不再是奢侈品，它被越來(lái)越多的家庭所擁有,在汽車(chē)儀表盤(pán)上指示油箱液位的指針會(huì)隨著油料的多少而轉(zhuǎn)動(dòng)，那么汽車(chē)油箱液位是如何工作的呢？帶著這個(gè)疑問(wèn)，今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)一種接近開(kāi)關(guān)——電容式接近開(kāi)關(guān)，如圖所示。任務(wù)4電容式接近開(kāi)關(guān)二、電容式接近開(kāi)關(guān)的工作原理及結(jié)構(gòu)1．電容式接近開(kāi)關(guān)的工作原理電容式接近開(kāi)關(guān)是一個(gè)以電極為檢測(cè)端的靜電電容式傳感器，它由高頻震蕩電路、檢波電路、放大電路、整形電路及輸出電路等部分組成，如圖5-4-3所示。任務(wù)4電容式接近開(kāi)關(guān)2．電容式接近開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)電容式接近開(kāi)關(guān)的形狀及結(jié)構(gòu)隨用途的不同而各異。如圖5-4-4所示時(shí)應(yīng)用較多的圓柱形電容式接近開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖，它主要由檢測(cè)電極、檢測(cè)電路、引線及外殼等組成。檢測(cè)電極設(shè)置在傳感器的最強(qiáng)端，檢測(cè)電路裝在外殼內(nèi)并由樹(shù)脂灌封。在傳感器的內(nèi)部還裝由靈敏度調(diào)節(jié)器。使用者可依據(jù)不同環(huán)境和需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。任務(wù)4電容式接近開(kāi)關(guān)三、電容式接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用

電容式接近開(kāi)關(guān)不僅能檢測(cè)金屬，而且也能對(duì)非金屬物質(zhì)如塑料、玻璃、水、油等物質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。在檢測(cè)非金屬物體時(shí)，相應(yīng)的檢測(cè)距離因受檢測(cè)體的導(dǎo)電率、介電常數(shù)、體積吸水率等參數(shù)影響、相應(yīng)的檢測(cè)距離有所不同，對(duì)接地的金屬導(dǎo)體有最大的檢測(cè)距離。在實(shí)際應(yīng)用中，主要用電容式接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)非金屬物質(zhì)。任務(wù)4電容式接近開(kāi)關(guān)【案例分析】電容式接近開(kāi)關(guān)的實(shí)際應(yīng)用齒輪轉(zhuǎn)速的測(cè)量。在齒輪狀物如齒輪旁邊安裝一個(gè)電容式接近開(kāi)關(guān)，如圖所示。當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電容式接近開(kāi)關(guān)周期地檢測(cè)到齒輪的齒端端面，就能輸出周期性的