L ỜI GIỚI THIỆU
3.1.2. Cảm biến tiệm cận điện dung
Cảm biến tiệm cận điện dung giống về kích thước, hình dáng, cơ sở hoạt động so với
cảm biến tiệm cận điện cảm. Điểm khác biệt căn bản giữa chúng là cảm biến tiệm cận điện
Hình 3.7. Cảm biến tiệm cận điện dung
b. Cấu tạo
Gồm có 4 phần chính
+ Bộ phận cảm biến (các bản cực hay điện cực cách điện)
+ Mạch dao động
+ Mạch phát tín hiệu
+ Mạch đầu ra
c. Nguyên lý hoạt động.
Tụ điện gồm hai bản cực và chất điện môi ở giữa. Khoảng cách giữa hai điện cực ảnh hưởng đến khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện (điện dung là đại lượng đặc trưng cho
khả năng tích trữ điện tích của một tụ điện).
Nguyên tắc hoạt động của cảm biến tiệm cận loại điện dung dựa trên sự thay đổi điện
dung khi vật thể xuất hiện trong vùng điện trường. Từ sự thay đổi này trạng thái “On” hay
“Off” của tín hiệu ngõ ra được xác định.
Một bản cực là thành phần của cảm biến, đối tượng cần phát hiện là bản cực còn lại.
Tùy thuộc vào cấu tạo của sản phẩm, dải đo của cảm biến tiệm cận với khoảng cách
phát hiện nhỏ từ 0 đến 50mm
d. Phân loại cảm biến tiệm cận điện dung.
Cảm biến tiệm cận điện dung cũng phân thành 2 loại: Được bảo vệ và không được bảo
vệ.
Cảm biến tiệm cận điện dung loại được bảo vệ: Có vòng kim loại bao quanh giúp hướng vùng điện trường về phía trước và có thể đặt ngang bằng với bề mặt làm việc.
Cảm biến tiệm cận điện cảm loại không được bảo vệ: Không có vòng kim loại bao
quanh và không thể đặt ngang bằng với bề mặt làm việc. Xung quanh cảm biến phải có 1
vùng trống, kích thước vùng trống tùy thuộc vào từng loại cảm biến.
Kích thước của điện cực của cảm biến.
Vật liệu và kích thước đối tượng
Nhiệt độ môi trường
Đối tượng tiêu chuẩn và hằng số điện môi: Đối tượng tiêu chuẩn được chỉ định riêng với từng loại cảm biến tiệm cận điện dung. Thông thường chất liệu của đối tượng tiêu chuẩn được định nghĩa là kim loại hoặc nước
f. Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến tiệm cận điện dung. * Ưu điểm.
- Có thể cảm nhận vật dẫn điện, không dẫn điện
- Tính chất tuyến tính và độ nhạy không tùy thuộc vào vật liệu kim loại.
- Nó có thể cảm nhận được vật thể nhỏ, nhẹ.
- Vận tốc hoạt động nhanh.
- Tuổi thọ cao và độ ổn định cũng cao đối với nhiệt độ.
- Đối tượng phát hiện có thể là chất lỏng, vật liệu phi kim
- Phạm vi cảm nhận lớn.
- Đầu cảm biến nhỏ, có thể lắp đặt ở nhiều nơi.
* Nhược điểm.
- Bị ảnh hưởng bởi độ ẩm
- Dây nối với sensor phải ngắn để điện dung dây không ảnh hưởng đến bộ cộng hưởng
của bộ dao động.
g. Một sốứng dụng của cảm biến tiệm cận điện dung.
Kiểm tra số lượng sản phẩm trong công
nghiệp thực phẩm
Chế biến gỗ
Đo mực chất lỏng
Dùng để phát hiện sữa trong hộp giấy Phát hiện được bề mặt chất lỏng, không bị ảnh hưởng bởi màu sắc chất lỏng và khi
Hình 3.8. Một số ứng dụng của cảm biến tiệm cận điện dung