Advies
Deze tekst is automatisch vertaald.
Wetenswaardigheden rondom capacitieve sensoren en naderingsschakelaar
-
WAS zijn capacitieve sensoren en waar gebruikt u? toegepast
-
Hoe werken capacitieve sensoren?
-
Welke specificatie moet ICH kopen?
-
De juiste schakelafstand: gevoeligheid & Dielektrizitatskonstante
-
Conclusie:
WAS zijn capacitieve sensoren en waar gebruikt u? toegepast
Een capacitieve sensor resp. capacitieve naderingsschakelaar lost zonder mechanische contactpersoon al mogelijk om een object een binares signaal.
De bijzonderheid van de capacitieve sensor ligt bovendien dat hij niet alleen geleidende materialen zoals metalen herkent, maar alle stoffen met een hogere dielektrizitat dan lucht. Hieronder vallen bijvoorbeeld water, kunststof, glas en zelfs menselijke huid.
Vanwege de hoogste nauwkeurigheid bij universele functionaliteit kan een capacitieve sensor in vrijwel alle industrietakken verschillende taken voldoen aan zoals diktemeting, positie meting of ook full stand controles.
Een groot voordeel capacitieve naderingsschakelaar dat door de niet-mechanische activeren contact verbranding en soortgelijke slijtageverschijnselen worden uitgesloten. Fabrikant geven daarom een levensduur tot 50 miljoen cycli aan.
Hoe werken capacitieve sensoren?
Grafische kaart: schets van meetproces van een capacitief sensor
Een capacitieve naderingsschakelaar is gebaseerd op het principe van een elektrische condensor. Vereenvoudigt worden afgedrukt vormen twee elektroden die meet- en de afscherming elektrode, de twee condensator schijven. Hierdoor wordt er aan één kant van de sensor, de zogenaamde actieve vlak, een elektrisch veld opgebouwd. Zodra een object in dit veld voordoet, verandert dit de capaciteit van de condensor. Dit wordt door een nageschakelde demodulator geregistreerd en wordt omgezet in een analoog signaal.
In tegenstelling tot inductieve naderingsschakelaars werken capacitieve sensoren ook bij een niet-geleidende materialen met grotere dielektrizitatskonstanten dan lucht (praktisch alle vaste stoffen en vloeistoffen). Ook hier zorgt het inbrengen van materiaal in het elektrische veld voor een verhoging van de capaciteit van de condensor.
- Afscherming elektroden
- Meetelektrode
- Meetobject
Welke specificatie moet ICH kopen?
De aansluiting
Hier bestaat de keuze tussen apparaten met kabels of dergelijke met stekkeraansluitingen (voornamelijk 3-, 4- en 6-polige standaard stekker M12 of M8). Deze laatste worden via stekkerverbindingen aangesloten.
De uitgang
PNP of NPN? De Europese norm luidt PNP, de aziatische NPN. Het verschil: bij PNP-schakelingen is "Plus" de verbindingsdraad, bij NPN-schakelingen is het "nul".
De vlak heid
Men kan bovendien tussen vlak en niet vlak schakelaars onderscheiden. Vlakke naderingssensoren sluiten plat met de umliegender interface af, terwijl er niet voor vlakke storingsvrij gebruik een vrije ruimte aan de zijkant van de actieve vlak nodig hebben.
De contacttype
Is een capacitieve naderingsschakelaar als "no" onderscheiden, dan wordt hij bij de activering een stroomkring sluiten, en hem dus verbinden. Een "NC" zorgt er voor het tegendeel en scheidt een bestaande stroomcircuit naar. De "Wisselaar" zorgt altijd voor een verandering van het bestaande laadtoestand.
De bouwvorm & grote
Capacitieve nadering sensoren zijn er in ronde (M12, M18, M22, M30) of in quad vorm en met afmetingen van een paar millimeter of boven 10 centimeter lang te kopen. Onder andere de montage is hier van doorslaggevend belang. Bijvoorbeeld kunnen ronde sensoren met een sensorhouder fixeren, terwijl andere zelfs gelijmd kunnen worden. Ook het geplande gebruik moet rekening worden gehouden. Deze sensoren zijn bijvoorbeeld speciaal voor gebruik dan met de hand schakelende start/stop-toets ontworpen en kunnen met behulp van de symboolschijfjes van hun betekenis worden toegewezen.
Over het algemeen kunt u bij de keuze echter: een grotere sensor betekenen een hoger schakelafstand.
De juiste schakelafstand: gevoeligheid & Dielektrizitatskonstante
Een van de belangrijkste aankoop overwegingen is het benodigde schakelafstand, dus de afstand, waarbij de meting te een uitslag. Over het algemeen bieden capacitieve naderingschakelaar met tot ongeveer 40 millimeter duidelijk kleinere afstanden als inductieve sensoren.
Overigens: analoog aan de reductiefactor van metalen stoffen bij inductieve naderingsschakelaars verandert ook bij het capacitieve tegenhanger van de schakelafstand, afhankelijk van de gesteldheid van de reagerende object.
Bij capacitieve naderingsschakelaars is de bandbreedte zelfs nog veel groter, omdat hij zeer verschillende stoffen van de sensor waargenomen. Over het algemeen geldt: een hogere relatieve dielektrizitatskonstante zorgt voor een hogere elektrische capaciteit en daarmee een snellere activering van de schakelaar. Bovendien kan een verandering van de temperatuur of de luchtvochtigheid in de omgeving van de schakelaar de vereiste afstand beïnvloeden.
Onze Praktijktip: kalibratie van naderingsschakelaars
De naderingsschakelaar hebben vanwege de uitgebreide gebruiksmogelijkheden in de regel de optie voor de kalibratie met behulp van een potentiometer. Denk er belangrijk te weten na het aanbrengen op de daarvoor bestemde plek de juiste schakelafstand in te stellen.
Dielektrizitatskonstanten vaker materialen
| Materiaal | Relatieve dielektrizitatskonstante |
|---|---|
| Lucht | 1 |
| Papier | 1,2 - 4,0 |
| Olie | 2,2 - 2,4 |
| Rubber | 2,5 - 3,0 |
| PVC | 3 |
| epoxide; | 3,2 - 3,9 |
| Plexiglas | 3,0 - 4,0 |
| Porselein | 4,5 - 6,5 |
| Glas | 5,0-7,0 |
| Gedestilleerd water | 80,8 |
Conclusie:
Capacitieve sensoren bieden de mogelijkheid voor het meten van afstanden of vulpeilen, kunnen als verbranding-vrije start/stop-toets met de hand worden geactiveerd en helpen ook bij de plaatsing van werktuigen, geheel onafhankelijk van het feit of de waarneembare stoffen geleidend zijn of niet. De alleskunner is daarom nauwelijks een bedrijfsproces weg te denken en maakt indruk juist geplaatst op zeer lange tijd.