NPN kapacitivni senzor blizine

Jedna od uobičajenih primjena kapacitivnih senzora je precizno pozicioniranje. Kapacitivni senzori pomaka mogu se koristiti za mjerenje položaja objekata na nanometarskom nivou. Ovo precizno pozicioniranje koristi se u industriji poluprovodnika, gdje se silikonski čipovi moraju postaviti radi izlaganja. Kapacitivni senzori se također koriste za predfokusiranje elektronskim mikroskopom u testiranju i inspekciji čipa.

2. Industrija disk jedinica

U industriji disk jedinica, kapacitivni senzori pomaka se koriste za mjerenje otpuštanja vretena disk jedinica (mjereći stepen do kojeg rotirajuća osa odstupa od idealne fiksne linije). Preciznim mjerenjem otpuštanja vretena, proizvođači disk jedinica mogu odrediti maksimalni kapacitet upisivanja podataka u pogon. PNP NPN kapacitivni senzori blizine se također koriste kako bi se osiguralo da je disk disk jedinice okomit na vreteno prije nego što se podaci upisuju na disk pogona diska.

3. Precizno mjerenje debljine

Kapacitivni senzori pomaka mogu se koristiti za vrlo precizno mjerenje debljine. Kapacitivni senzori pomaka rade mjerenjem promjena položaja. Ako se prvo izmjeri pozicija referentnog objekta poznate debljine, a zatim se mjere drugi objekti, razlika položaja se može koristiti za određivanje debljine ovih objekata.

Da bi jedno mjerenje bilo efikasno, gore-navedeni objekt mora biti potpuno ravan i mjeren na potpuno ravnoj površini. Ako mjerni predmet ima bilo kakvo savijanje ili deformaciju, ili nije čvrsto naslonjen na ravnu površinu, udaljenost između mjerenog objekta i površine na kojoj je postavljen bit će uključena kao greška u mjerenju debljine. Ova greška se može eliminisati mjerenjem jednog objekta pomoću dva kapacitivna senzora. PNP NPN Kapacitivni senzori blizine postavljeni su na obje strane dijela koji se mjeri. Mjerenjem s obje strane i uzimanjem u obzir savijanja i deformacija tokom mjerenja, može se eliminirati njihov utjecaj na očitavanje debljine.

4. Mjerenje alatnih mašina

Kapacitivni senzori pomaka se često koriste u metrološkim aplikacijama. U mnogim slučajevima senzori se koriste za 'mjerenje grešaka oblika dijelova u proizvodnji'. Istovremeno se mogu mjeriti i greške u opremi koja se koristi za proizvodnju dijelova, što je praksa poznata kao mjeriteljstvo alatnih mašina. U mnogim slučajevima, senzori se koriste za analizu i optimizaciju rotacije različitih vretena alatnih mašina, kao što su brusilice za površine, strugovi, glodalice i vretena sa vazdušnim ležajevima. Mjerenjem greške same mašine alatke, umjesto jednostavnim mjerenjem greške finalnog proizvoda, neki problemi se mogu riješiti u ranim fazama proizvodnog procesa.

5. Testiranje na montažnoj liniji

Kapacitivni senzori pomaka se često koriste za testiranje na montažnoj liniji. Ponekad se ovaj senzor koristi za testiranje ujednačenosti, debljine ili drugih karakteristika dizajna sklopljenih dijelova. Ponekad se koristi samo za određivanje prisutnosti određene komponente, kao što je ljepilo. Korišćenje PNP NPN kapacitivnog senzora blizine za testiranje delova montažne linije pomaže u sprečavanju problema sa kvalitetom tokom proizvodnog procesa.

Koji tehnički parametri PNP NPN kapacitivnog senzora blizine utječu na udaljenost detekcije?

I. Parametri jezgrenog senzora
1. Nazivna udaljenost senzora (Sn)
Ovo je nominalna maksimalna udaljenost senzora u standardnim uslovima (npr. objekt koji se detektuje je specifičan materijal, temperatura okoline je 25 stepeni i nema smetnji). To je osnovni parametar koji utječe na stvarnu udaljenost senzora.
Na primjer, senzor sa nominalnom udaljenosti od 10 mm obično neće premašiti ovu vrijednost (osim ako se fino-ne podesi pomoću dugmeta za podešavanje, ali je ovaj raspon ograničen).

2. Senzor veličine i oblika površine
Prečnik senzorske površine cilindričnog senzora direktno utiče na njegovu sposobnost da detektuje male objekte: veći prečnik znači da je razdaljina senzora za male objekte (kao što je plastični stub prečnika 5 mm) bliža nominalnoj vrednosti; manji prečnik znači da je stvarna udaljenost senzora za male objekte značajno smanjena (verovatno samo 50% nominalne vrednosti).

Ravnost površine senzora (npr. da li ima izbočina ili premaza) takođe utiče na distribuciju polja kapacitivnosti, indirektno menjajući udaljenost senzora.

3. Podešavanje osjetljivosti
Neki senzori imaju dugme za osetljivost (ili se može podesiti preko strujnog kola) koje direktno menja udaljenost detekcije:
Povećanje osjetljivosti povećava udaljenost detekcije (ali može povećati rizik od lažnog okidanja, na primjer zbog vlažnosti okoline ili prašine);
Smanjenje osjetljivosti skraćuje udaljenost detekcije (pogodno za smanjenje smetnji, ali može promašiti objekte malo udaljenije).

II. Parametri povezani sa objektom detekcije
1. Dielektrična konstanta (ε) ciljnog objekta
PNP NPN Kapacitivni senzor blizinerade tako što otkrivaju promjenu kapacitivnosti između objekta i senzora, a vrijednost kapacitivnosti je u pozitivnoj korelaciji s dielektričnom konstantom objekta.
Što je viša dielektrična konstanta (npr. ε≈80 za tekućine i vodu), to je udaljenost detekcije bliža nominalnoj vrijednosti. Što je niža dielektrična konstanta (npr. ε≈1 za vazduh i ε≈2-5 za plastiku), to je značajno kraća stvarna udaljenost detekcije (moguće samo 30%-70% nominalne vrednosti).
Iako metalni predmeti imaju visoku dielektričnu konstantu, njihova provodljivost utječe na raspodjelu električnog polja. Stoga, udaljenost detekcije nekih senzora za metale može biti nešto niža nego za ne-metale (pogledajte priručnik za detalje).

2. Veličina ciljanog objekta i površina
Kada je površina objekta veća ili jednaka površini detekcije senzora, udaljenost detekcije je blizu nominalne vrijednosti. Za manje površine (kao što su tanke žice ili male čestice), udaljenost detekcije se smanjuje kako se površina smanjuje (prepolovljenje površine može smanjiti udaljenost za 30%-50%).
Debljina objekta također ima utjecaj: vrlo tanki objekti (kao što su tanki filmovi) mogu dovesti do smanjenja udaljenosti detekcije zbog suptilnih promjena u kapacitivnosti.

III. Parametri prilagodljivosti okolini
1. Raspon temperature
ThePNP NPN Kapacitivni senzor blizinepriručnik će odrediti radnu temperaturu (npr. -25 stepeni do 70 stepeni). Promjene temperature mogu utjecati na stabilnost parametara unutrašnjih kondenzatorskih elemenata (kao što su keramički i filmski kondenzatori):
Visoke temperature mogu uzrokovati pomjeranje kapacitivnosti i smanjiti udaljenost detekcije;
Niske temperature mogu usporiti odziv strujnog kruga, blago povećavajući udaljenost detekcije, ali smanjujući stabilnost.
Neki visoko{0}}precizni senzori će pokazati "koeficijent temperaturnog efekta" (npr. ±0,1% Sn/stepen) za kvantifikaciju uticaja temperature na udaljenost.

2. Ocjena zaštite (IP Rating)
Stepen zaštite (npr. IP67, IP68) utiče na stabilnost senzora u vlažnim i prašnjavim okruženjima:
Senzori niske-IP-kategorije podložni su kondenzaciji na površini senzora pri visokoj vlažnosti, što je ekvivalentno dodavanju objekta sa visokom dielektričnom konstantom, što može uzrokovati nenormalno povećanje udaljenosti detekcije (lažno okidanje).
Adhezija prašine mijenja kapacitivnost senzorske površine, uzrokujući pomjeranje udaljenosti (obično skraćivanje).

3. Otpornost na smetnje
Sposobnost senzora da potisne elektromagnetne smetnje (EMI) i radiofrekventne smetnje (RFI) (kao što je ocjena otpornosti na smetnje potrebna za CE certifikat) može utjecati na stabilnost detekcije:
Ako je otpor smetnji slab, električno polje može biti poremećeno kada se radi u blizini motora ili pretvarača, uzrokujući fluktuaciju udaljenosti detekcije (nestabilnost).

IV. Parametri izlaznog kola i napajanja
1. Opseg napona napajanja
Većina senzora zahtijeva DC napajanje (npr. 12-24V DC). Fluktuacije napona mogu uticati na stabilnost unutrašnjeg oscilatorskog kola:
Podnapon: signal oscilacije slabi, skraćujući udaljenost detekcije.
Prenapon: Ovo može uzrokovati preopterećenje kruga, što rezultira abnormalnom udaljenosti detekcije ili oštećenjem senzora.

2. Vrijeme odziva
Dok vrijeme odziva (npr. manje od ili jednako 1 ms) ne određuje direktno udaljenost detekcije, može utjecati na otkrivanje brzo-objekata u pokretu.
Ako se objekt kreće brže od vremena odziva, može proći kroz raspon detekcije prije nego što se senzor aktivira, uzrokujući da se "stvarna efektivna udaljenost" pogrešno detektuje kao kraća.