Как капацитивните сензори измерват дистанцията?
от 23-06-2014 13:46
(5.5/10) 108По определение капацитивните сензори са безконтактни устройства, които са в състояние да измерят електричното поле, което се нарича капацитет. Капацитетът е свойство, което описва как два проводящи обекта, които се намират на разстояние един от друг, могат да реагират на промените във волтажа, който получават. Като се приложи напрежение на проводниците електрическото поле става позитивно или негативно.
Капацитивните сензори използват променливо напрежение, което причинява непрекъснати промени в позициите. Движението на заредените частици създава променлив ток, който се засича от датчика. Количеството на електрическия поток се определя от капацитета. Той, от своя страна, зависи от близостта на обектите, които ще бъдат засечени. Капацитетът се влияе и от типа на непроводящия материал, който се намира между обектите.
От гледна точка на техниката, капацитетът е правопропорционален на площта на обектите и диелектрична константа на материала между тях. Освен това се намира в обратна зависимост на дистанцията, която се образува между капацитивните сензори и обекта на засичане.
Засичане на дистанцията от капацитивните сензори
В типичните приложения на капацитивните сензори датчикът е един от най-проводимите обекти. А целевият обект е другият. Размерът на сензорите и на засечения обект се приемат като константа, както и материалът, който се намира между тях. Следователно всяка промяна в капацитета е резултат от промяната на дистанцията между капацитивните сензори и обекта.
В капацитивните сензори има специални настройки за специфично напрежение, което да отчита промените в капацитета. Нивата на напрежението са подредени в скала, за да отчитат съответните промени в дистанцията. Това означава, че има пряка зависимост между промените във волтажа и разстоянието. Общата чувствителност на капацитивните сензори е 1.0V/100µm. Това означава, че за всеки 100µm промяна в дистанцията волтажът се пременя с точно 1.0V.
Фокусирането на електричното поле
Прилагането на напрежение на проводник кара електрическото поле да се появи от всяка повърхност. Капацитивните сензори засичат промените във волтажа в пространството.
За точни измервания на електрическото поле сензорната област трябва да се помести в областта между капацитивните сензори и обекта. В случай, че се позволи на електрическото поле да се разпространи над другите елементи, измерването няма да бъде точно. Причината за това е, че може да бъде засечен друг обект.
Има специална техника, която може да се използва, за да се предотврати това объркване в измерванията. Това е техниката на „предпазването”. За да се осъществи предпазване, края и двете страни на сензорната област, които са оградени от друг проводников материал. Той помага на напрежението да остане еднакво в сензорната зона.
Пускане на напрежението
В момента, в който се приложи напрежение в сензорната зона, отделна електрическа верига започва да пуска напрежение към „предпазителя”. Така няма никаква разлика в стойността на волтажа между сензорната зона и предпазната. Между двете зони няма електрическо поле.
По този начин проводниците, които се намират зад или отстрани на капацитивните сензори, попадат в предпазната зона, а не в сензорната. Единствено предната част на капацитивните сензори остава непредпазена от външно въздействие. Това е достатъчно предпазване за капацитивните сензори, защото няма опасност в объркването на измерванията на дистанцията.
Обхватът на капацитивните сензори се използва като функция на размера на сензорната зона. Колкото е по-голяма площта на сензорната зона, толкова по-голям е обхватът.
автор : (гост) Христина • 0 коментара • 949 прочитания • 326 уникални
таг : измерване капацитета на обект сензори за отчитане на капацитета xизползване на капацитивни сензори