Struktura

Snímače polohy - kapacitní

Snímače polohy - kapacitní

  • využívají změny kapacity deskového kondenzátoru, pro který platí:

obrazek

ε0 – poměrná permitivita dielektrika

εr – permitivita vakua

S – účinná plocha elektrod

l – vzdálenost elektrod (tloušťka dielektrika)

Tyto snímače převádějí měřenou veličinu na kapacitu kondenzátoru, která je pak převedena na zpracovatelný signál v logické nebo spojité formě. Používají se především pro nekovové předměty (papír, plast, olej, vodní roztoky, granulát, prášek).

Kapacitní snímače jsou kondenzátory s proměnnou kapacitou. Změnu kapacity můžeme dosahovat změnou vzdálenosti desek; změnou plochy, kterou se desky překrývají nebo zasouváním dielektrika mezi desky. Desky kondenzátoru mohou být ploché nebo souosé trubky. Často se setkáme s diferenciálními kondenzátory, které mají prostřední pohyblivou desku mezi dvěma pevnými. Snímače mívají poměrně malou kapacitu, proto se vyhodnocování změn kapacity provádí v můstkových zapojeních, případně změna kapacity vyvolá změnu kmitočtu v obvodu, do kterého je snímač připojen.

obrazek

Obr. 1: Základní principy kapacitních senzorů posuvu s pevnou plochou překrytí

 

obrazek

Obr. 2: Základní principy kapacitních senzorů posuvu s pevnou plochou překrytí

 

1) Kapacitní snímač se změnou S

V praxi se používají otočné kondenzátory pro měření úhlu natočení a posuvné k měření délek. U obou typů je změna C lineární.

obrazek

Obr. 3: Otočný kondenzátor

 

2) Kapacitní snímač se změnou dielektrika

A) Změna tloušťky dielektrika

Použití například pro měření pásu papíru nebo PVC.

 

obrazek

Obr. 4: Kapacitní snímač se změnou tloušťky dielektrika

 

B) Změna plochy dielektrika

Používá se například jako snímač výšky hladiny elektricky nevodivé kapaliny.

 

obrazek

Obr. 5: Kapacitní snímač se změnou plochy dielektrika

 

3) Kapacitní snímač se změnou vzdálenosti l:

Jsou vhodné pro měření malých kapacit a vzdálenosti elektrod do 1 m. Průběh Cx je nelineární.

obrazek

Obr. 6: Kapacitní snímač se změnou vzdálenosti l

Zdroje

Měřící člen regulačního obvodu. [online]. [cit. 2014-08-10]. Dostupné na WWW: <http://www.spsei.cz/att/soubory/automatizace.pdf>.

BENEŠ, P. a kol. Automatizace a automatizační technika 3, Prostředky automatizační techniky. 1. vyd. Praha: Computer Press, 2003. ISBN 80-7226-248-3.

Základy automatizace. [online]. [cit. 2014-07-15]. Dostupné na WWW: < http://www.elearn.vsb.cz/archivcd/FS/Zaut/Skripta_text.pdf>.

SCHMID, D. a kol. Řízení a regulace pro strojírenství a mechatroniku. 1. vyd. Praha: Europa - Sobotáles, 2005. ISBN 80-86106-10-9.

 

Obrázky:

Obr. 1: Základy automatizace. [online]. [cit. 2014-07-15]. Dostupné na WWW: < http://www.elearn.vsb.cz/archivcd/FS/Zaut/Skripta_text.pdf>.

Obr. 2: Základy automatizace. [online]. [cit. 2014-07-15]. Dostupné na WWW: < http://www.elearn.vsb.cz/archivcd/FS/Zaut/Skripta_text.pdf>.

Logolink