وبلاگ
مدل های سنسور خازنی
در پیکرهی پیچیده سیستمهای اتوماسیون و کنترل صنعتی کوچکترین تغییرات در وضعیت مواد و محیط باید با دقت و سرعت تشخیص داده شوند. سنسورهای خازنی در این مواقع، مثل حسگرهای نامرئی عمل میکنند. این ابزارهای هوشمند، با تکیه بر تغییرات ظرفیت الکتریکی ناشی از حضور یا تغییر ویژگیهای مواد در میدان حسگری خود، قادر به تشخیص طیف وسیعی از اهداف بدون نیاز به تماس فیزیکی هستند. این ویژگی برجسته، همراه با دقت بالا، پایداری و مقاومت در برابر شرایط محیطی گوناگون، سنسورهای خازنی را به اجزای حیاتی در صنایعی نظیر کنترل سطح، تشخیص مجاورت، اندازهگیری ضخامت و حتی سنجش رطوبت تبدیل کرده است.
سنسورهای خازنی، بر مبنای تغییر در ظرفیت یک خازن عمل میکنند. یک خازن اساسی از دو صفحه رسانا تشکیل شده که توسط یک ماده دیالکتریک (عایق) از هم جدا شدهاند. ظرفیت این خازن به سه عامل بستگی دارد: مساحت صفحات رسانا، فاصله بین آنها و ثابت دیالکتریک مادهی عایق. هنگامی که یک شیء به میدان حسگری سنسور خازنی نزدیک میشود، بسته به جنس و خواص دیالکتریک آن، ظرفیت خازن سنسور تغییر میکند. این تغییر ظرفیت توسط مدارات الکترونیکی داخلی سنسور تشخیص داده شده و به یک سیگنال الکتریکی متناسب با ویژگیهای هدف (مانند فاصله، ضخامت یا جنس) تبدیل میگردد.
سنسورهای خازنی را میتوان بر اساس عملکرد و کاربردشان به دو دسته کلی تقسیم کرد:
سنسورهای خازنی با وضوح بالا: این دسته از سنسورها، که معمولاً در کاربردهای جابجایی و نظارت دقیق بر موقعیت مورد استفاده قرار میگیرند، نیازمند دقت بسیار بالا، پایداری طولانیمدت و کمترین میزان تغییرات ناشی از دما (رانش دمایی پایین) هستند. از این حسگرها اغلب در سیستمهای کنترل فرآیند صنعتی و حلقههای بازخورد بسته استفاده میشود، زیرا قادر به ارائه اطلاعات دقیق و قابل اعتماد برای تنظیم و بهینهسازی عملکرد سیستم هستند.
سنسورهای خازنی مجاورتی (Proximity): این نوع سنسورها، در مقایسه با سنسورهای با وضوح بالا، قیمت بسیار پایینتری دارند و عمدتاً برای تشخیص حضور یک قطعه یا در کاربردهای شمارش اشیاء به کار میروند. اگرچه دقت آنها به اندازه سنسورهای با وضوح بالا نیست، ولی برای تشخیص سادهی وجود یا عدم وجود یک هدف در فاصلهی مشخص، بسیار کارآمد و مقرون به صرفه هستند.
