kapazitive Sensoren. Schema, Beschreibung

ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
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Sensoren. kapazitive Sensoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Handbuch für Elektriker

Kapazitive Sensoren - Hierbei handelt es sich um Geräte, deren Funktionsprinzip auf der Abhängigkeit der elektrischen Kapazität des Kondensators von den Abmessungen, der relativen Position seiner Platten und der Dielektrizitätskonstante des Mediums zwischen ihnen beruht.

Für einen Zweiplatten-Flachkondensator wird die elektrische Kapazität durch den Ausdruck bestimmt

wo z₀ - Dielektrizitätskonstante; e ist die relative Permittivität des Mediums zwischen den Platten; S ist die aktive Fläche der Platten; h ist der Abstand zwischen den Kondensatorplatten.

Die Abhängigkeiten C(S) und C(h) werden verwendet, um mechanische Verschiebungen in Kapazitätsänderungen umzuwandeln.

Sowohl kapazitive als auch induktive Sensoren werden mit Wechselspannung (normalerweise erhöhte Frequenz - bis zu mehreren zehn Megahertz) betrieben.

Da der Messkreise normalerweise verwendet:

Brückenschaltungen;
Schaltungen mit Resonanzkreisen.

Im letzteren Fall wird in der Regel die Abhängigkeit der Generatorschwingfrequenz von der Kapazität des Schwingkreises ausgenutzt, d. h. der Sensor verfügt über einen Frequenzausgang.

Wert:

Einfachheit;
hohe Empfindlichkeit;
wenig Trägheit.

Begrenztheit:

Einfluss externer elektrischer Felder;
relative Komplexität von Messgeräten.

Kapazitive Sensoren bewerben zur Messung von Winkelverschiebungen, sehr kleinen linearen Verschiebungen, Vibrationen, Bewegungsgeschwindigkeiten sowie zur Reproduktion vorgegebener Funktionen (harmonisch, sägezahnförmig, rechtwinklig usw.).

Kapazitive Aufnehmer, deren Dielektrizitätskonstante s sich durch Bewegung, Verformung oder Änderungen in der Zusammensetzung des Dielektrikums ändert, werden als Füllstandsensoren für nicht leitende Flüssigkeiten, Schütt- und Pulvermaterialien, zur Messung der Dicke einer Schicht nicht leitender Materialien (Dickenmessgeräte) sowie zur Überwachung von Luftfeuchtigkeit und Stoffzusammensetzung eingesetzt.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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