Rådgiver
Teksten forneden er maskineoversat fra den tyske originaltekst.
Værd at vide omkring kapacitive sensorer og nærhedsafbryder
Was kapacitive sensorer, og hvor anvendes de?
Hvordan fungerer kapacitive sensorer?
Hvilke specifikationer skal Ich tage hensyn til ved købet?
Den rigtige kontaktafstand: Følsomhed og dielektricitetskonstant
KONKLUSION
Was kapacitive sensorer, og hvor anvendes de?
En kapacitiv sensor eller kapacitiv nærhedsafbryder udløser uden mekanisk kontakt allerede et binært signal ved nærmelse af et objekt.
Det særlige ved den kapacitive sensor er desuden, at den ikke kun registrerer ledende materialer som metaller, men alle stoffer med en højere dielektricitet end luft. Det omfatter f.eks. vand, plast, glas og endda menneskelig hud.
På grund af den højeste præcision ved universel funktionalitet kan en kapacitiv sensor udføre næsten alle typer opgaver i næsten alle brancher såsom måling af tykkelser, positionsmåling eller også kontrol af væskestanden.
En stor fordel ved kapacitiv nærhedsafbryder er, at ikke-mekanisk udløsning, kontaktudskoldning og lignende slidtilformer udelukkes. Producenter angiver derfor en levetid på op til 50 millioner cyklusser.
Hvordan fungerer kapacitive sensorer?
Grafik: Skitse til måling af en kapacitiv sensor
En kapacitiv nærhedssensor er baseret på princippet om en elektrisk kondensator. Forenklet udtrykt danner to elektroder, måle- og afskærmnings-elektroden, de to kondensatorplader. Derved opbygges et elektrisk felt på den ene side af sensoren, den såkaldte aktive flade. Så snart et objekt kommer ind i dette felt, ændrer det kondensators kapacitet. Dette registreres med en efterkoblet demodulator og konverteres til et analogt signal.
I modsætning til induktive nærhedsafbrydere fungerer kapacitive sensorer også for ikke-ledende stoffer med større dielektriske konstant end luft (næsten alle faste stoffer og væsker). Også her sørger materialets indføring i det elektriske felt for en forøgelse af kondensators kapacitet.
- Skærmelektroder
- Måleelektrode
- Måleobjekt
Hvilke specifikationer skal Ich tage hensyn til ved købet?
Tilslutning
Her kan du vælge mellem enheder med kabel eller stiktilslutninger (fortrinsvis 3-, 4- og 6-polede standardstik M12 eller M8). Sidstnævnte tilsluttes via stikforbindelser.
Udgangen
PNP eller NPN? Den europæiske standard er PNP, den asiatiske NPN. Forskellen: Ved PNP-koblinger er "Plus" af krydstråden, ved NPN-koblinger er den "nul".
Manøvredygtighed
Man kan også skelne mellem flugtende og ikke-flugtende kontakter. Flugtende nærhedssensorer lukker fladt med den omsluttende overflade, mens ikke-flugtende drift kræver et frit rum fra siden af den aktive flade.
Kontakttype
Er en kapacitiv nærhedssensor udmærket som "sluttekontakt", vil den slutte et kredsløb ved udløsning, dvs. forbinde den. En "åbner" bevirker det modsatte og afbryder et eksisterende strømkredsløb. "Veksleren" sørger altid for en ændring af den eksisterende tilstand.
Konstruktionen & størrelsen
Kapacitive nærhedssensorer fås i rund (M12, M18, M22, M30) eller i kasseform og med en størrelse på få millimeter eller over 10 centimeter i længden. Her er det bl.a. vigtigt at samle. For eksempel kan runde sensorer fastgøres med sensorholder, mens andre endda kan klæbes på. Der skal også tages hensyn til den planlagte anvendelse. Disse sensorer er f.eks. specielt konstrueret til brug som start-/stopknap, der skal udløses med hånden, og kan tildeles deres betydning ved hjælp af symbolruder.
Generelt gælder dog valget: En større sensor betyder en højere kontaktafstand.
Den rigtige kontaktafstand: Følsomhed og dielektricitetskonstant
En af de vigtigste depositum er den nødvendige kontaktafstand, dvs. den afstand, hvor målingen skal føre til et udsving. Generelt tilbyder kapacitive nærhedsafbrydere med op til 40 millimeter betydeligt mindre afstande som induktive sensorer.
I øvrigt: I lighed med reduktionsfaktoren for metalliske stoffer i induktive nærhedsafbrydere ændres også den kapacitive modpart til koblingsafstanden afhængigt af arten af det udløsende objekt.
Med kapacitive nærhedsafbrydere er båndbredden endnu større, fordi meget forskellige stoffer registreres af sensoren. Generelt gælder det, at en højere relativ dielelektricitetskonstant sørger for en højere elektrisk kapacitet og dermed en hurtigere udløsning af kontakten. Desuden kan en ændring af temperatur eller luftfugtighed i nærheden af kontakten påvirke den ønskede afstand.
Vores praktiske tip: Kalibrering af nærhedsafbrydere
Nærhedsafbryderen har som regel mulighed for kalibrering ved hjælp af et potentiometer på grund af de mange anvendelsesmuligheder. Husk at justere den korrekte koblingsafstand efter montering på det dertil beregnede sted.
Dielektricitetskonstante hyppigere materialer
| Materiale | Relativ dielektricitetskonstant |
|---|---|
| Luft | 1 |
| Papir | 1,2-4,0 |
| Olie | 2,2-2,4 |
| Gummi | 2,5-3,0 |
| PVC | 3 |
| epoxy; | 3,2-3,9 |
| Plexiglas | 3,0-4,0 |
| Porcelæn | 4,5-6,5 |
| Glas | 5,0-7,0 |
| Destilleret vand | 80,8 |
KONKLUSION
Kapacitive sensorer giver mulighed for at måle afstande eller niveauer, kan udløses med hånden som brandfri start- /stopknap og hjælper dig også med at finde værktøj-positionering, uanset om de materialer, der skal indsamles, er ledende eller ej. Universalapparatet kan derfor ikke undværes i en driftssekvens, og bruges begejstret i en meget lang periode.