سنسور خازنی

سنسور خازنی چیست؟

سنسورهای خازنی سنسورهای بدون تماس و بدون اتصال الكتريكی هستند كه در مقابل فلزات و اغلب غير فلزات عمل مي نمايند  . اين سنسورها نوع دیگری از سنسور های مجاورتی می باشند  که شباهت زیادی به سنسور های القایی دارند و براي كنترل سطوح در مخازن که با محتوای مواد پودري و مايع پر شده اند مناسب مي باشند . همچنين از آنها مي توان به عنوان مولد پالس به منظور كنترل وضعيت برنامه ماشين آلات براي شمارنده ها و آشكارسازی تقريبا تمام مواد فلزی و غير فلزی استفاده كرد.

.

عملكرد سنسور های خازنی

ساختمان اساسي اين سنسورها از چهار قسمت تشكيل شده است: 
اسيلاتور، دمدولاتور، اشمیت تریگر، آمپلی فایر

قسمت اساسي اسيلاتور از دو قطعه فلزي تشكيل شده است، وضعيت قرارگيري اين قطعات فلزي نسبت به هم طوري است كه باعث ايجاد يك ظرفيت خازني مي شود . هرگاه قطعه اي با ضريب الكتريكی E به صفحه حساس نزديك گردد باعث تغيير ظرفيت خازنی بين صفحات مي شود . اين تغيير ظرفيت خازنی باعث تغيير دامنه خروجی اسيلاتور مي شود . 

دمدولاتور دامنه اسيلاتور را آشكار مي كند و اين مقدار را با سطح مرجع مقايسه مي نمايد . هرگاه دامنه اين مقدار از دامنه مرجع بيشتر باشد ، خروجي سنسور تحريك مي شود .
آمپلي فاير خروجي وظيفه تامين جريان بار را به عهده دارد.

تشخیص اجسام مختلف توسط  سنسور های خازنی به موارد زیر بستگی دارد :

• فاصله جسم تا ناحیه حساس سنسور
• ابعاد جسم
• ثابت دی الکتریک جسم

در واقع اساس كار سنسور خازنی بر مبنای اندازه گیری تغییرات ظرفیت یك خازن در اثر نزدیك شدن قطعات فلزی یا غیر فلزی می باشد.فاصله تشخیص نامی سنسور خازنی بسته به نوع قطعه ایی که آشکار میکند متفاوت میباشد.به عنوان مثال هرگاه یك سنسور خازنی یك قطعه فلزی را از فاصله 20 میلیمتری تشخیص دهد همان سنسور یك قطعه شیشه ای را در فاصله 10 میلی متر شناسایی خواهد كرد. در جدول فوق ضریب تصحیح برخی از قطعات در مورد عملكرد سنسورهای خازنی اشاره شده است.

نمونه کاربردهای سنسور خازنی در صنعت

کنترل فاصله هد از سطح:

در سیستم کنترل یک هد که می بایست با فاصله معینی روی یک سطح با سرعت و دقت بالا در حرکت باشد ، نیاز به یک سنسور با حساسیت و پهنای باند بالا می باشد که بتواند تغییرات موقعیت هد را به سرعت و با دقت حس کند.

یکی از انواع سنسورهایی که امروزه به طور متداول برای این کار مورد استفاده قرار می گیرند ، سنسورهای خازنی می باشند که حساسیت و پهنای باند بالایی دارند. به عنوان مثال برای کنترل موقعیت یا فاصله هد هارد دیسک از سطح دیسک یاهد روباتی که برای ساخت بردها و وسایل ظریف الکترونیکی به کار می رود ، از این نوع سنسورها استفاده می شود.در این کاربردها ، یک سنسور را به هد متصل می کنند که با تغییر فاصله هد با سطح ، ظرفیت خازنی سنسور تغییر می کند.در واقع در اینجا probe به عنوان صفحه متغییر خازن به کار می رود. با تغییر موقعیت هد ، probe نیز جابجا می شود و همین باعث تغییر ظرفیت خازن و تغییر ولتاژ خروجی سنسور می گردد. البته تصویر فوق زیاد گویا نیست و فقط شماتیک روش را بیان می کند.

سیستم وزن کردن در حرکت برای وسایل نقلیه:

روش متداول برای وزن کردن وسایل نقلیه ، وزن کردن استاتیک می باشد که وسیله را روی یک ترازو (کرنش سنج متداول) متوقف می کنند ؛ این روش دقت زیادی دارد ولی وزن هر محور را نمی توان به طور مجزا تعیین نمود ، همچنین در بعضی کاربردها مطلوب نیست که وسیله نقلیه را متوقف کرد.این سیستم با نام( WIM(Wiegh In Motion معرفی شده است. یک روش بری اندازه گیری وزن خودرو در حال حرکت ، استفاده از سنسور خازنی است که البته با خازنهای معمولی تفاوت دارد. این ساختار نسبت به تداخل الکترومغناطیسی حساسیت کمتری دارد.

این روش وزن کردن نسبت به روشهای قبلی خیلی سبک تر و راحت تر است و نیاز به توقف کامل وسیله نقلیه برای اندازه گیری وزن آن نیست.

اندازه گیری ضخامت مواد عایق:

در این روش دو صفحه خازن ثابت هستند و دی الکتریک بین آنها تغییر می کند. از آنجایی که تغییر ظرفیت ، متناسب با تغییر ضخامت عایق بین صفحات است ، از این روش می توان برای تعیین ضخامت مواد عایق استفاده کرد.

نحوه ی انتخاب سنسور خازنی

1. باز یا بسته بودن خروجی سنسور خازنی
2. تغذیه سنسور خازنی
3. نحوه نصب و شکل سنسور خازنی
4. آنالوگ یا دیجیتال بودن خروجی سنسور خازنی
5. فاصله حس کردن سنسور خازنی

حسگرهای پراکسی یا هم محوری آتونیکس

 حسگرهای پراکسی معمول ترین و قابل اجراترین را حل برای آشکار سازی بدون تماس است.معمول ترین حسگرهای پراکسی نوع القایی آن است که برای حس کردن و نشان دادن قطعه ای که از روبرو در حال حرکت است

یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد میکند.این معمولا،راحت ترین فناوری برای به کار گیری هدف فلزی است که در فاصله ی یک یا دو اینچ از روبرو در حال حرکت است .شرکت آتونیکس ارائه دهنده ی 12 نوع محصول از 6 نوع حسگر پراکسی،هم  از نوع القایی وهم خازنی است وسهم بازار شماره ی یک در کره را برای بیش از ده سال برای خود نگهداشته است وهنوز تلاش دارد تا محصولات پیشرفته و با کیفیت وارد بازار کند و حس اعتمادی را در سطح بالای استاندارد های جهانی برانگیخته است.اگر شما به دنبال موثرترین وقابل اعتماد ترین حسگر پراکسی هستید،آتونیکس یکی از بهترین پاسخ ها برای شماست.

نکته:

سنسور خازنی آتونیكس در شكل ظاهری سیلندری و در دو نوع AC دوسیم و DC سه سیم ساخته می شودند.

نحوه ی کد خوانی سنسورهای خازنی آتونیکس

ابعاد سنسور خازنی آتونیکس CR18-8AC