Kas yra talpinis jutiklis?

Kaip ir kai kurie kiti jutiklių tipai (pavyzdžiui, indukciniai jutikliai), talpiniai jutikliai veikia be fizinio kontakto su tiriamu objektu. Kitaip tariant, šie jutikliai yra nekontaktiniai įrenginiai. Su jų pagalba galima aptikti tiek elektrai laidžių, tiek nelaidžių medžiagų. Dėl šios savybės talpiniai jutikliai gali būti naudojami tose vietose, kur, pavyzdžiui, indukciniai jutikliai netaikomi.

Kas yra talpinis jutiklis, jo struktūra ir veikimo režimas

Šis jutiklio tipas nėra labai sudėtingas kaip prietaisas ir paprastai susideda iš:

Gaubtai

Kūnas leidžia visus elementus surinkti į vieną visumą. Be to, tai užtikrina patikimą elementų apsaugą nuo išorinių veiksnių, kurie gali turėti įtakos jo efektyvumui. Talpinio jutiklio korpusas paprastai yra pagamintas iš žalvario arba poliamido.

Jungtis

Tai speciali derva, apsauganti jutiklio elementus nuo drėgmės ar kitų kenksmingų medžiagų.

Suaktyvinti

Trigeris sukuria reikiamą perjungimo signalo galią ir histerezės kiekį (tai yra atstumo skirtumas prieš įjungiant).

Šviesos diodai

Šviesos diodai suteikia greitą nustatymą ir nurodo jungiklio padėtį.

Stiprintuvas

Stiprina išėjimo signalą iki norimos vertės.

Demoduliatorius

Demoduliatorius keičia aukšto dažnio virpesius, kol pasikeičia įtampa.

Generatorius

Tai sukuria elektrinį lauką, kuris veikia objektą.

Elektrodai

Darbinis talpinio jutiklio paviršius paprastai yra du elektrodai, kurie veikia kaip kondensatoriaus plokštės, sujungtos su generatoriaus grįžtamojo ryšio grandine. Jis savo ruožtu yra sukonfigūruotas pakeisti savo galią artėjant prie valdomo objekto.

Dėl šių virpesių jutikliui artėjant prie objekto, generatorius generuoja didėjančią amplitudę, kuri yra apdorojama ir sukuria išėjimo signalą.

Talpiniai jutikliai yra valdomi elektrai laidžių objektų ir dielektrikų. Kai artėja laidus objektas, jutimo atstumas tampa daug didesnis nei tada, kai bandomieji objektai yra dielektrikai (reakcijos atstumas priklauso nuo dielektrinės konstantos).

Naudoti
Šio tipo jutikliai naudojami itin plačiai ir įvairiai. Jie plačiai naudojami pramoninių procesų valdymo sistemose beveik visose pramonės šakose.

Jie naudojami automobilių parkavimo davikliuose ir kontroliuojant bakų užpildymą skystomis, biriomis ir dujinėmis medžiagomis, automatinių linijų jungikliams, mašinų centrams, mašinoms, konvejeriams, signalizacijos sistemoms ir kt.

Talpinių jutiklių tipai ir jų taikymas

Artumo jutikliai

Šiuo metu vienas iš dažniausiai naudojamų talpinių jutiklių yra artumo jutikliai, kurie, be ypatingo patikimumo, turi labai platų pranašumų spektrą.

Šio tipo jutikliai naudojami beveik visose srityse, nes jie yra labai priimtinos kainos. Jie naudojami įvairių konteinerių pripildymo lygiui, valdymo įtampai stebėti, signalizuoti iškilus problemoms gamybos linijose ir kitose.

Talpiniai koduotuvai kampiniams ir tiesiniams judesiams

Šio tipo jutikliai naudojami tokiose pramonės šakose kaip mašinų gamyba, energetika, transportas, statyba ir kitose srityse.

Pakreipiamieji matuokliai

Talpiniai nuolydžio matuokliai naudojami ant naftos platformų išlyginimo sistemose, atramų deformacijai nustatyti, kelių ir geležinkelių nuolydžiui stebėti ir valdyti jų statybos metu, nustatyti automobilių, laivų, liftų, kėlimo įrenginių, žemės ūkio mašinų kokybę, kad būtų galima nustatyti besisukančių objektų poslinkį, pvz. kaip velenai, krumpliaračiai ir mechanizmai, tiek stacionarūs, tiek kilnojami.

Talpiniai lygio jutikliai

Šio tipo jutikliai naudojami stebėjimo sistemose, reguliuojant ir kontroliuojant maisto, farmacijos, chemijos ir naftos pramonės procesus.

Jie yra ypač veiksmingi tvarkant skysčius, birias kietąsias medžiagas, laidžiąsias ir nelaidžias klampias medžiagas ir atšiaurioje darbo aplinkoje patalpose ar vietose, kur kaupiasi dulkės ar kondensatas.

Talpiniai jutikliai yra plačiai naudojami pramonėje, kur reikia tiksliai išmatuoti bendrą slėgį, dielektrinių medžiagų storį, drėgmę, tiesines ir kampines deformacijas ir kt.

Talpinių jutiklių klasifikavimas pagal jų įgyvendinimo metodą

Visų tipų talpinius jutiklius galima suskirstyti į dvi grupes: jutiklius su viena ir dviem talpyklomis. Pastarieji dar skirstomi į diferencialinius ir pusdiferencinius.

Vienos talpos jutikliai yra paprastos konstrukcijos ir yra kintantys kondensatoriai. Šio tipo jutikliai turi keletą trūkumų, tarp kurių yra didelis aplinkos poveikis, pvz., Drėgmė ir temperatūra.

Diferencinės konstrukcijos jutiklių trūkumas yra tas, kad jie skiriasi nuo jutiklių, turinčių vieną talpą, o diferencialiniai turi mažiausiai tris jungiamuosius laidus tarp jutiklio ir matavimo prietaiso, kad neutralizuotų neigiamą drėgmės ir temperatūros poveikį.

Tačiau dėl šio nedidelio trūkumo diferencialiniai jutikliai žymiai padidina jų tikslumą ir stabilumą ir taip praplečia jų taikymo sritį.

Privalumai talpinių jutiklių
Palyginti su konkurenciniais optiniais, indukciniais ir pjezoelektriniais jutikliais, talpiniai jutikliai turi daug privalumų, įskaitant:

• gamybos paprastumas - talpinių jutiklių gamybai naudojamos pigios medžiagos, o tai turi įtakos galutinei gaminio kainai;
• mažas dydis ir svoris;
• mažas energijos suvartojimas;
• didelis jautrumo laipsnis;
• bekontakčiai (jie neturi būti šalia tyrimo objekto;
• ilgas tarnavimo laikas;

Lengvai pritaikomas jutiklio dizainas atliekant įvairias užduotis ir matavimus.

Trūkumai
Kai kurie iš didžiausių talpinių jutiklių trūkumų yra šie:

• santykinai mažas perskaičiavimo kursas (perdavimas);
• poreikis dirbti didesniu nei 50 Hz dažniu;
• veikimą gali paveikti dulkės ir drėgmė, o jutiklis gali aptikti neteisingą matavimą;
• temperatūros jautrumas.

Talpinius jutiklius lengva suprojektuoti, todėl jų konstrukcija yra patvari ir patikima. Kondensatoriaus parametrai priklauso tik nuo jo savybių ir nepriklauso nuo naudojamų medžiagų savybių, jei jie teisingai parinkti.

Jų jautrumo temperatūrai problemą galima išspręsti pasirinkus tinkamą medžiagą plokštėms ir tinkamą izoliaciją jų tvirtinimui. Belieka tik pagerinti jų apsaugą nuo kenksmingo dulkių, drėgmės ir jonų spinduliuotės poveikio, o šio tipo jutikliai bus naudojami dar platesniame diapazone.

Galiausiai galime apibendrinti ...

Talpiniai jutikliai naudoja labai mažą mechaninę jėgą, reikalingą judančiajai daliai perkelti, reguliuoti sistemos išvestį ir veikti labai tiksliai. Dėl viso to šie jutikliai yra būtini norint tiksliai išmatuoti laidžius ir nelaidžius elementus.

Klausimai ir atsakymai:

Kas yra talpiniai jutikliai? Vienos talpos, dvigubos talpos. Savo ruožtu jie skirstomi į: linijinius, kampinius, inklinometrus, lygio jutiklius, slėgio keitiklius.

Kam skirti talpiniai jutikliai ir kaip jie veikia? Tokiuose jutikliuose pasikeičia išmatuotas parametras, dėl kurio kinta varža. Tokie jutikliai naudojami drėgmės, slėgio, mechaninės jėgos ir kt.

Kaip veikia talpinis lygio jutiklis? Tokiame daviklyje, pasikeitus išmatuotam lygiui, kinta ir kondensatoriaus talpa (ją formuoja zondas ir rezervuaro sienelės – kuo daugiau rezervuare skysčio, tuo didesnė talpa).