NPN kapacitív közelségérzékelő

A kapacitív érzékelők egyik gyakori alkalmazása a precíz pozicionálás. A kapacitív elmozdulásérzékelők segítségével a tárgyak helyzetét nanométer szinten mérhetjük. Ezt a pontos pozícionálást a félvezetőiparban használják, ahol szilícium chipeket kell pozícionálni az expozícióhoz. A kapacitív érzékelőket elektronmikroszkópos előfókuszálásra is használják a chipek tesztelésében és ellenőrzésében.

2. Lemezmeghajtó-ipar

A lemezmeghajtó-iparban kapacitív elmozdulásérzékelőket használnak a lemezmeghajtók orsófutásának mérésére (amely azt méri, hogy a forgástengely milyen mértékben tér el az ideális rögzített vonaltól). Az orsó lefutásának pontos mérésével a lemezmeghajtók gyártói meghatározhatják a meghajtó maximális adatírási kapacitását. A PNP NPN kapacitív közelségérzékelők arra is szolgálnak, hogy a lemezmeghajtó lemez merőleges legyen az orsóra, mielőtt az adatok a lemezmeghajtó lemezére írnának.

3. Pontos vastagságmérés

A kapacitív elmozdulásérzékelők nagyon pontos vastagságmérésre használhatók. A kapacitív elmozdulásérzékelők a pozícióváltozások mérésével működnek. Ha először egy ismert vastagságú referencia objektum helyzetét mérjük meg, majd más objektumokat mérünk, akkor a helyzetkülönbség felhasználható ezen objektumok vastagságának meghatározására.

Annak érdekében, hogy egyetlen mérés eredményes legyen, a fent említett -tárgynak teljesen síknak kell lennie, és teljesen sík felületen kell mérni. Ha a mért tárgy hajlítást vagy deformációt mutat, vagy nem támaszkodik szilárdan egy sík felületre, akkor a mért tárgy és az elhelyezett felület közötti távolság hibaként szerepel a vastagságmérésben. Ez a hiba kiküszöbölhető egyetlen tárgy mérésével két kapacitív érzékelővel. PNP NPN kapacitív közelségérzékelők vannak elhelyezve a mérendő alkatrész mindkét oldalán. Mindkét oldalról történő méréssel, valamint a mérés során bekövetkező hajlítások és alakváltozások figyelembe vételével kiküszöbölhető ezek vastagságértékekre gyakorolt ​​hatása.

4. Szerszámgép mérés

A kapacitív elmozdulásérzékelőket gyakran használják a metrológiai alkalmazásokban. Sok esetben érzékelőket használnak „a gyártás során előforduló alkatrészek alakhibáinak mérésére”. Ugyanakkor az alkatrészek gyártásához használt berendezések hibái is mérhetők, ez a gyakorlat a szerszámgép-metrológia néven ismert. Sok esetben szenzorokat használnak a különféle szerszámgépek orsóinak, például felületcsiszolók, esztergagépek, marógépek és légcsapágyorsók forgásának elemzésére és optimalizálására. Magának a szerszámgépnek a hibájának mérésével a végtermék hibájának mérése helyett néhány probléma megoldható a gyártási folyamat korai szakaszában.

5. Összeszerelő vonal tesztelése

A kapacitív elmozdulásérzékelőket gyakran használják a futószalagos teszteléshez. Néha ezt az érzékelőt használják az összeszerelt alkatrészek egyenletességének, vastagságának vagy egyéb tervezési jellemzőinek tesztelésére. Néha csak egy bizonyos komponens, például ragasztó jelenlétének meghatározására használják. A PNP NPN kapacitív közelségérzékelő használata az összeszerelősor alkatrészeinek tesztelésére segít megelőzni a minőségi problémákat a gyártási folyamat során.

A PNP NPN Capacitive Proximity Sensor mely műszaki paraméterei befolyásolják az érzékelési távolságot?

I. Magérzékelő paraméterei
1. Névleges érzékelési távolság (Sn)
Ez az érzékelő névleges maximális érzékelési távolsága normál körülmények között (pl. az érzékelt tárgy egy meghatározott anyag, a környezeti hőmérséklet 25 fok, és nincs interferencia). Ez az alapvető paraméter, amely befolyásolja a tényleges érzékelési távolságot.
Például egy 10 mm-es névleges érzékelési távolságú érzékelő általában nem haladja meg ezt az értéket (kivéve, ha a beállító gombbal finom{1}}hangolják, de ez a tartomány korlátozott).

2. Felület méretének és alakjának érzékelése
A hengeres érzékelő érzékelőfelületének átmérője közvetlenül befolyásolja a kis tárgyak észlelésének képességét: a nagyobb átmérő azt jelenti, hogy a kis tárgyak (például egy 5 mm átmérőjű műanyag oszlop) érzékelési távolsága közelebb van a névleges értékhez; a kisebb átmérő azt jelenti, hogy a tényleges érzékelési távolság kis tárgyak esetén jelentősen csökken (esetleg csak a névleges érték 50%-a).

Az érzékelő felület síksága (pl. hogy vannak-e kiemelkedések vagy bevonatok) szintén befolyásolja a kapacitásmező eloszlását, közvetve megváltoztatva az érzékelési távolságot.

3. Érzékenység beállítása
Egyes érzékelőknek van egy érzékenységi gombja (vagy az áramkörön keresztül állítható), amely közvetlenül megváltoztatja az érzékelési távolságot:
Az érzékenység növelése növeli az érzékelési távolságot (de növelheti a hamis kioldás kockázatát, például a környezeti páratartalom vagy por miatt);
Az érzékenység csökkentése lerövidíti az érzékelési távolságot (alkalmas az interferencia csökkentésére, de előfordulhat, hogy valamivel távolabbi objektumok is hiányoznak).

II. Az észlelési objektumhoz kapcsolódó paraméterek
1. A célobjektum dielektromos állandója (ε).
PNP NPN kapacitív közelségérzékelőúgy működnek, hogy érzékelik a tárgy és az érzékelő közötti kapacitás változását, és a kapacitás értéke pozitívan korrelál az objektum dielektromos állandójával.
Minél nagyobb a dielektromos állandó (pl. ε≈80 folyadékoknál és víznél), annál közelebb van az érzékelési távolság a névleges értékhez. Minél alacsonyabb a dielektromos állandó (pl. ε≈1 levegőnél és ε≈2-5 műanyagnál), annál lényegesen rövidebb a tényleges érzékelési távolság (esetleg csak a névleges érték 30%-70%-a).
Bár a fémtárgyak dielektromos állandója nagy, vezetőképességük befolyásolja az elektromos téreloszlást. Emiatt egyes fémek érzékelőinek érzékelési távolsága valamivel kisebb lehet, mint a nem-fémeknél (a részletekért lásd a kézikönyvet).

2. Célobjektum mérete és felülete
Ha az objektum felülete nagyobb vagy egyenlő, mint az érzékelő érzékelési felülete, az érzékelési távolság közel van a névleges értékhez. Kisebb felületek (például vékony huzalok vagy kis részecskék) esetén az érzékelési távolság a terület csökkenésével csökken (a terület felére csökkentése 30%-50%-kal csökkentheti a távolságot).
Az objektum vastagsága is hatással van: a nagyon vékony tárgyak (például vékony filmek) csökkenthetik az érzékelési távolságot a kapacitás finom változásai miatt.

III. Környezeti alkalmazkodóképességi paraméterek
1. Hőmérséklet-tartomány
APNP NPN kapacitív közelségérzékelőkézikönyv határozza meg az üzemi hőmérsékletet (pl. -25 fok és 70 fok között). A hőmérséklet-változások befolyásolhatják a belső kondenzátorelemek (például kerámia- és filmkondenzátorok) paramétereinek stabilitását:
A magas hőmérséklet kapacitáseltolódást okozhat, és csökkentheti az érzékelési távolságot;
Az alacsony hőmérséklet lelassíthatja az áramkör reakcióját, kissé növelve az érzékelési távolságot, de csökkentve a stabilitást.
Egyes nagy pontosságú -érzékelők „hőmérséklet-hatás együtthatót” (pl. ±0,1% Sn/fok) jeleznek, hogy számszerűsítsék a hőmérséklet hatását a távolságra.

2. Védelmi besorolás (IP Rating)
A védettség (pl. IP67, IP68) befolyásolja az érzékelő stabilitását nedves és poros környezetben:
Az alacsony -IP-besorolású érzékelők érzékenyek a páralecsapódásra az érzékelő felületén magas páratartalom mellett, ami egyenértékű egy nagy dielektromos állandójú objektum hozzáadásával, ami az észlelési távolság abnormális növekedését okozhatja (téves triggerelés).
A por tapadása megváltoztatja az érzékelő felület kapacitását, ami távolságeltolódást (általában lerövidülést) okoz.

3. Zavarellenállás
Az érzékelő azon képessége, hogy elnyomja az elektromágneses interferenciát (EMI) és a rádiófrekvenciás interferenciát (RFI) (például a CE-tanúsítványhoz szükséges interferencia-ellenállási besorolást), befolyásolhatja az észlelési stabilitást:
Ha az interferencia-ellenállás gyenge, az elektromos mező megszakadhat motorok vagy inverterek közelében, ami az érzékelési távolság ingadozását okozza (instabilitás).

IV. Áramköri kimenet és tápegység paraméterei
1. Tápfeszültség tartomány
A legtöbb érzékelő egyenáramú tápegységet igényel (pl. 12-24V DC). A feszültségingadozások befolyásolhatják a belső oszcillátor áramkör stabilitását:
Feszültségcsökkenés: Az oszcillációs jel gyengül, lerövidül az érzékelési távolság.
Túlfeszültség: Ez az áramkör túlterhelését okozhatja, ami rendellenes érzékelési távolságot vagy az érzékelő károsodását eredményezheti.

2. Válaszidő
Míg a válaszidő (pl. 1 ms-nál kisebb vagy egyenlő) nem határozza meg közvetlenül az észlelési távolságot, befolyásolhatja a gyorsan mozgó objektumok észlelését.
Ha egy tárgy gyorsabban mozog, mint a válaszidő, előfordulhat, hogy az érzékelő aktiválása előtt áthalad az érzékelési tartományon, így a „tényleges effektív távolság” helytelenül rövidebbnek érzékelhető.