بالسعة الاستشعار: أجهزة ومبدأ العملية. أجهزة الاستشعار بالسعة: تطبيق

الصناعة الحديثة، والأنشطة البشرية اليومية الإنسان، أيضا، أنه من المستحيل أن نتخيل دون كل أنواع الأجهزة الإلكترونية. أنها تساعدنا في كل شيء، وبعض عمليات التصنيع لأداء لم ينجح بدونها. إلى تلك "المساعدين" ينبغي أن تشمل أيضا جهاز استشعار بالسعة.

ما يسمى المحولات التي أدلى بها نوع حدودي. يتم إجراء قياس حجم هذه الأجهزة من خلال أشكال مختلفة من السعة عند تغيير بعض المعالم الهامة. وببساطة، فإن التغير المتوقع في السعة تحت تأثير بعض العوامل الخارجية.

مبدأ التشغيل من أجهزة الاستشعار بالسعة

هذا ما أجهزة الاستشعار بالسعة. مبدأ العملية فهي ليست صعبة للغاية، ولكن لفهم ذلك تحتاج إلى معرفة شيء. وبادئ ذي بدء نشير إلى مبدأ تحديد السعة للمكثف. ويتم التعبير عن هذا العمل بالمعادلة التالية:

C = εεₒS / δ.

ويعرف هذا التعبير لكثير من مسار الفيزياء في المدرسة، لكنه لن يضر لتحديث الذاكرة الخاصة بك وتذكر، مما يعني أن كل من المتغيرات:

• S - منطقة من لوحات مكثف.
• E - السماحية النسبية للمواد العازلة المستخدمة في تصميم مكثف.
• εₒ - كما هو الحال في الفيزياء للدلالة على السماحية من المساحة الحرة.
• δ - لذلك يمكن أن يتم تعيين أو سمك لوحة عازلة، أو المسافة بين عدة طبقات من المواد.

وبالتالي، من الصيغة أعلاه أن تتغير السعة بسهولة. ويكفي أن تتصرف بطريقة أو بأخرى على منطقة من لوحة من مواد عازلة، والمسافة بين لوحات أو مباشرة مع نفاذية المستخدمة في تصنيع هذه المادة. وفقا لذلك، واختيار قيمة معينة تعتمد فقط على قائمة المهام التي تحدد المصممين الجهاز.

وهكذا، يمكننا أن نجعل حتى جهاز استشعار بالسعة مع يديك، كنقطة بناءة نظر هو - مكثف مستو أو أسطواني المعتاد، لوحة واحدة من التي تشهد باستمرار حركة رقابة في الفضاء، الأمر الذي يؤدي إلى تغيير في السعة. وينبغي أن نتذكر أن الصيغة أعلاه صالحة فقط إذا كنت إهمال تماما آثار الحافة. سوف نتحدث أكثر عن هذا في القسم الأخير من هذه المادة.

ينبغي أن يعرف أن هذه الأجهزة الإلكترونية وتستخدم على نطاق واسع لقياس تشريد الزاوي وخطية من الأجسام، وحساب حجم والعمل التطبيقية، والرطوبة، وتركيز المادة الفعالة وغيرها من الخصائص. وفيما يتعلق بالجوانب الهيكلية للمسألة، ثم قال مصنوعة بالة الطائرة، بالتوازي مع ذلك، في العلب الاسطوانية مع أقطاب دبوس، مع بطانة من مادة عازلة، وحتى بدونها.

وفيما يلي كيفية تشغيل أجهزة استشعار بالسعة. مبدأ عمل بعضهم في حاجة الى معرفة بقدر كبير من التفصيل. في هذه المقالة نعطي بعض الصيغ التي يمكن أن تكون مفيدة بالنسبة لك.

صيغة لوصف مبدأ تشغيل أنواع معينة من أجهزة الاستشعار

استشعار مستوى مع اختلاف محتمل للمربع لوحات عازلة يمكن أن يكون بسهولة إلى حد ما وصفها باستخدام المعادلة التالية:

C = εεₒaH / δ.

بواسطة "X" في هذه الحالة يشير إلى طول تداخل من الأقطاب الكهربائية المستخدمة. وفقا لذلك "، وهو" يدل على عرض لوحات للمكثف. وتجدر الإشارة إلى أن طبقت مثل هذه الأجهزة في مختلف مجالات الصناعة، حيث يتم استخدامها لقياس دقيق لقيم الزوايا. تم العثور على قدرة محول في مثل هذه الحالة من قبل التعبير التالي:

C = εεₒ (r₂- r₁) / 2δ * (φₒ-φ).

من أجل قياس دقيق لحساسية، يجب عليك استخدام صيغة مختلفة قليلا:

K = εεₒ (r₁ r₂-) / 2δ.

دعونا نرى ما هو المقصود من هذه المتغيرات التي هي جزء من هذه المعادلات:

• r₁ - دائرة نصف قطرها الداخلي من لوحات مكثف.
• r₂ - دائرة نصف قطرها الخارجي من نفس اللوحة.
• φ - تقاس بالقيمة حظة (الفعلية) من زاوية التداخل.
• φₒ - القيمة الأولية من زاوية التداخل.

وأخيرا، فإننا شرح التعبير الرياضي الذي يصف مبدأ التشغيل لقياس بالسعة مع فجوة الهواء قابل للتعديل:

C = εεₒS / (δₒ-X).

كما هو متوقع، وإزالة الأساسي δₒ مفهومة، والرسالة X هي نفس الكمية من تشريد لوحة. انتبه! منذ خصائص ثابتة ليست خطية بدقة، وعادة استشعار مستوى من نوع يستخدم لقياس نزوح صغيرة جدا، والتي لن تتجاوز 0،1δₒ الكمية. وبطبيعة الحال، وطالبت هذه الأجهزة للغاية في الدقة الهندسية، حيث حتى الأخطاء الصغيرة يمكن أن يسبب مشاكل خطيرة للغاية.

حيث يمكن استخدامها؟

مجالات التطبيق الممكن متنوعة للغاية. وهكذا، في تقريبا جميع الصناعات يمكن أن تلبي هذه العملية، التي تسيطر عليها هذه الأجهزة. وهي تستخدم للسيطرة على تعبئة مختلف الدبابات، ويمكن أن محتوياتها تكون سائلة أو غازية أو الجسيمات (أجهزة الاستشعار الغاز).

انتشار النشاط الصناعي البشري الصناعي والطبيعي هو أعلى وأكثر موثوقية وأسهل تصميم هذه الأجهزة. من مزيج من هذه الأعراض، فهي جيدة بحيث يمكن استخدامها حتى في ظروف عدوانية للغاية يحمل ناقلات النفط.

وعلاوة على ذلك، يمكن استخدام أجهزة الاستشعار بالسعة بمثابة مفتاح الحد على الخط الناقل أو آلة متجر التصنيع. ومن الضروري ولتحديد المواقع الأكثر دقة آليات مختلفة.

أجهزة استشعار القرب

ولكن الآن في الطلب الكبير أجهزة استشعار القرب، والتي تتم من بالضبط نفس المبدأ. مجموعة من استخدامها هو أوسع. ويرجع ذلك إلى الأجهزة تكلفة بيني والتي يمكن أن تعمل تقريبا في جميع أنواع الصناعات ذلك. ومع ذلك، هناك صناعة نموذجية حيث هذا النوع من المعدات هي الأكثر شعبية:

• السيطرة على حاويات شفافة مملوءة بسائل مصنوعة من البلاستيك أو الزجاج.
• يتم تنفيذ وظيفة مماثلة من قبلهم في تصنيع المنتجات الغذائية (بما في ذلك الأطفال)، حيث يتم تعبئتها المنتج النهائي في حاويات مصنوعة من مواد شفافة. على نفس المبدأ القائم وعمل بالة كجهاز استشعار الوقود بالسعة.
• لرصد المناطق الخطرة، حيثما أمكن كسر الأسلاك متعرج.
• السيطرة على الأماكن المشابهة التي يمكن أن تتضرر الحزام الناقل الناقل.
• السيطرة بشكل فردي نوع من المنتجات التي يتم إنتاجها (تحويل علب وزجاجات والتعبئة والتغليف).

ليس من المستغرب، وهذه الأجهزة الالكترونية هي الأكثر شيوعا في الهندسة الدقيقة، وتوليد الطاقة والعديد من الصناعات الأخرى مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار.

الميل

الأجهزة التي أصبحت منتشرة فقط في السنوات الأخيرة نسبيا هي صغيرة الحجم الميل بالسعة توفير نقل الكهرباء إشارة الانتاج الذي بلغت قوته يتناسب طرديا مع أجهزة الاستشعار زاوية المستخدمة.

مجال رئيسي الأكثر شيوعا لاستخدام هذه الأجهزة: منصة نظام التوافق، وتحديد انحراف والتشويه من أنواع مختلفة من الحزم الدعم الفني، فضلا عن مراقبة دقيقة من الطرق والسكك الحديدية مسار الانحراف في مرحلة البناء.

وعلاوة على ذلك، وذلك باستخدام مثل هذه الأجهزة تحدد لفة من الشاحنات الثقيلة وغيرها من المركبات، والمصاعد والحفارات الصناعية والتأكد من درجة إزاحة زاوية للآلات الزراعية والصناعية الكبيرة بشكل خاص.

مهم جدا بالسعة مستوى الوقود وأجهزة الاستشعار في صناعة النفط. وهي تستخدم حتى في الناقلات العملاقة التي تحمل في واحدة عشرات رحلة ومئات الآلاف من الأطنان من منتجات النفط المكرر. وهذه الأجهزة هي فعالة للغاية حتى في تشكيل وفيرة جدا من المكثفات، وعلى درجة عالية من منطقة الإنتاج الغبار (نفس استشعار الغاز).

وجدوا استخدامها في قيم قياس مستويات ضغط المطلقة والنسبية، وكذلك سمك مواد عازلة، وهو أمر مهم للغاية في ما يقرب من جميع الصناعات التي تستخدم المكثفات قوية حقا.

المزايا الرئيسية لأجهزة استشعار بالسعة

وتجدر الإشارة إلى أن أجهزة الاستشعار بالسعة العديد من المزايا بالمقارنة مع الأجهزة المماثلة التي يتم تشكيلها على مبادئ مختلفة إلى حد ما. دعونا قائمة المزايا الرئيسية لهذه كيب:

• في تصنيع، فهي بسيطة للغاية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن معظم المواد بسيطة ورخيصة يمكن استخدامها في إنتاجها. حتى أجهزة الاستشعار مستوى الوقود بالسعة المستخدمة في صناعة النفط أشياء مهمة لها حجم متواضع للغاية لديهم أدنى مستوى ممكن من استهلاك الطاقة الكهربائية. مع كل هذه الخصائص، فإنها تختلف مستوى ممتاز من الحساسية، والتي غالبا ما تكون غير قابلة للتحقيق لأجهزة أكثر تكلفة.
• من حيث المبدأ، يمكن أن يكون جهاز استشعار بالسعة مع يديك، وذلك باستخدام قاعدة لها أي نوعية مكثف الصناعي أكثر أو أقل موثوقة وعالية.
• الاتصالات لديهم (نادرا جدا استخدام جامع الحالي)، والتي تعود بالنفع على العمل في ظروف من الغبار والرطوبة عالية للغاية.
• خدمة طويلة للغاية الحياة، وحدة تدير مرارا إلى "استعادة" تكلفتها المنخفضة. وفقا لذلك، واستشعار بالسعة (ثمن الذي هو في حدود 1200-1700 روبل) هو اكتساب مربحة للغاية.
• لنقل جزء متحرك الجهاز هو مطلوب لجعل القليل من الجهد بشكل مدهش.
• الجهاز من السهل جدا أن تتحد مع جميع الفئات تقريبا من المعدات التي يتم استخدامها فقط في الأنشطة الصناعية.

الجوانب السلبية

للأسف، كل أجهزة الاستشعار بالسعة ديه بعض العيوب، التي إلى حد ما يعقد الاستخدام الواسع لهذا النوع من المعدات. نحن إدراجها في المزيد من التفاصيل:

• عامل التحويل (أي نقل) منخفضة نسبيا.
• صغير الحجم وبساطة التصميم تسهم في حقيقة أن رشح مطالب عالية جدا على نوعية أجهزة الفحص.
• استشعار جيد بالسعة مستوى (وغيرها من الصكوك قياس مماثلة) يمكن أن تعمل على نحو فعال إلا على تردد أعلى بكثير من القيمة القياسية من 50 هرتز.

ملاحظات هامة

ومع ذلك، كل شيء ليس سيئا للغاية. العديد من الشركات المصنعة تسعى الخصائص التدريع ممتازة من أجهزة الاستشعار عن طريق إجراء تغييرات طفيفة في هيكلها. أما بالنسبة لمعدل الاستخدام، في الممارسة العملية أنها تظهر نتائج ممتازة في القيمة الصناعية على نطاق واسع من 400 هرتز.

لقد تحدثنا بالفعل عن الولاء للالصيغة الأساسية فقط إذا تجاهل تأثير الحافة. ولكن من المفيد أن نعرف أنه يمكن أن يكون حقا لها تأثير سلبي فقط في حال أن المسافة بين لوحات عازلة غير قابلة للمقارنة لحجم الخاصة بهم. وعلاوة على ذلك، فإن تأثير سلبي يمكن تحييد حد كبير ببساطة عن طريق استخدام عصابة الحرس. في هذه الحالة، وأثر من الآثار الحدود لا يمكن نقل ما وراء لوحات المستخدمة.

مرة أخرى، نلاحظ أن أجهزة استشعار الضغط نفس تتميز البساطة الرائعة، والذي يسمح لك لخلق هيكل مستقر رائع ودائم ومنخفضة التكلفة. إذا اخترت الأبعاد الهندسية الصحيحة المستخدمة عازل يستخدم في إنتاج مثل هذه المواد مكثف لا يمكن قلقة بشكل خاص.

وهكذا، واختيار بشكل صحيح حتى ختم المعدن لصناعة المساكن الاستشعار، وأنها لا تذكر عمليا التقلبات في درجات الحرارة حتى قوية مما قد يؤدي إلى تغيير في السعة من الجهاز وقراءاته غير كافية. بالطبع، هذا لا ينفي الحاجة لأداء أجهزة استشعار الضغط معزولة وافية وغير ذلك من مؤشرات العوامل البيئية العدوانية. وعلى الرغم من بساطتها والرطوبة العالية ومستويات مرتفعة من الإشعاع قد يؤثر سلبا على مصداقية الجهاز.

تصنيف أجهزة الاستشعار

المستخدمة في العمليات الصناعية لإنتاجها تسمح لك لحصة كل أنواع من أجهزة الاستشعار التي تم تحويلها إلى مجموعتين كبير: odnoemkostnye وdvuhemkostnye. وينقسم هذا النوع الأخير إلى التفاضلية وpoludifferentsialnye. دعونا النظر لهم بمزيد من التفصيل.

جهاز Odnoemkostny. في هذه الحالة استشعار الدائرة بالسعة بسيطة للغاية، لأن الجزء الرئيسي منها هو مكثف الأكثر شيوعا مع السعة المتغيرة. للأسف، حتى زيادة طفيفة في الرطوبة ودرجة الحرارة لها على دقة مؤشرات تأثير ملموس جدا. وبسبب هذا، هناك أجهزة استشعار مختلفة في كثير من الأحيان عطل. لتحييد حجم مثل هذه الأخطاء، فمن الضروري استخدام بنية متباينة.

استشعار Dvuhemkostny. في الواقع، انها مجرد مثل هذا الهيكل متباينة. ومن الممكن في كثير من الأحيان لتلبية تصنيع أجهزة الاستشعار مستوى بالسعة التي كتبها مثل هذه الخطة. يتم تسليم هذه الأجهزة من العوائق الرئيسية من النموذج السابق، ولكن لديها ضعفهم. العيب الأكثر أهمية هو الحاجة إلى استخدام اثنين أو ثلاثة أسلاك محمية بين الجهاز نفسه والسطح، لأنه فقط بهذه الطريقة يمكن منع ما يسمى السعة الطفيلية.

ومع ذلك، فإن خطة متطورة إلى حد ما من أجهزة الاستشعار بالسعة في هذه الحالة فمن السهل تجاهل، لأنه في المقابل تحصل على جهاز دقيق للغاية وحساسة.

أجهزة الاستشعار بناء خصوصية

في كثير من الحالات (من ناحية التصميم) إنشاء مثل هذه الأجهزة إشكالية. هذا ينطبق بشكل خاص عندما تريد إنشاء الاستشعار مع مستويات مختلفة من القدرات. ومع ذلك، تظهر التجربة أن العديد من المشاكل يتم حلها بشكل كامل تقريبا معايرة دقيقة والمواد عالية الأداء المستخدمة في الإنتاج. في أغلب الأحيان هذه الصعوبات التي يواجهها المنتجون dvuhemkostnyh أجهزة الاستشعار.

بشكل عام، وخصوصية هذا النوع من أجهزة قياس هو أنها يمكن أن تكون ممثلة على النحو نسبة أبعاد اثنين من الكميات الفيزيائية (الحاويات) والتي لها التعبير الجسدي الدقيق والمعنى. بحيث يمكن أن يسمى بسلام "تحقق في هذه العلاقة." وميزة هذه الأجهزة (منهم زائد ضخمة!) هو أنهم عموما لا يمكن أن يكون في تصميمه بعض التدابير القياسية التي تبرد يعزز موثوقية في الحالات القصوى حقا والشروط.

توصيف الترميز الخطي

كل القيم غير الكهربائية، والتي غالبا ما اللازمة للسيطرة في بيئة صناعية، فإنه متنوع للغاية ومتعدد الأوجه. إن جزءا كبيرا من التدابير التي تخضع لرقابة صارمة، وجعل الحركات الزاوي والخطية حتى أنواع مختلفة من الأسطح في الفضاء. إذا كنت تستخدم مكثف لديه حقل كهربائي موحد على الاطلاق في هذه الفجوة، فإنه ليس من الصعب جدا لجعل أجهزة الاستشعار الالكترونية اثنين من الأنواع التالية:

• في أي منطقة من الأقطاب هو متغير.
• أولئك الذين لديهم فجوة متغير بين الأقطاب.

فمن السهل أن نفهم أن النوع الأول هو الأكثر مناسبة لتحديد حركة كبيرة حقا، في حين تستخدم مجموعة متنوعة الثانية يمكن أن يكون لاحظت حتى بعض حركة الجسم في الفضاء، وقيمة والتي تساوي إلا بضعة ميكرونات!

أجهزة استشعار لتحديد تشريد الزاوي

بشكل عام، من خلال التصميم والغرض، وأنها مطابقة تماما تقريبا لنوع الاتصال السابق. ويتجلى التشابه في حقيقة أن أجهزة الاستشعار وأقطاب من منطقة متغيرة يجب أن تستخدم أيضا لأبعاد أكبر مع وجود مسافات مختلفة بين الأقطاب أنفسهم - الصغيرة. عادة، يتم إجراء مثل هذه الأجهزة متعددة المقاطع، مع إمكانية تغيير مجال لوحات مكثف.

ولتحقيق ذلك، القطب الأول ثابتة إلى رمح المنقولة في الدوران التي يتغير موقفها بالنسبة لمجال تغير الثانية التي توفر تداخل من لوحات عازلة في مكثف. وبطبيعة الحال، عندما سجلت تغيير في السعة.

النتائج

لذا ناقشنا الخصائص الأساسية لمستوى الصك، تعلمت عن مناطقهم التطبيق، حول ميزات التصميم ومبدأ العمل والحلول التقنية الممكنة. كما يمكنك أن نفهم من هذه المادة، ويعتمد انتشار أجهزة استشعار بالسعة وشعبية عالية للغاية على سعر جذابة للغاية من هذه الأجهزة والخدمة الطويلة في الحياة حتى في ظل الظروف البيئية الصعبة.

كل هذا ممكن بفضل حقيقة أنه، من وجهة نظر بناءة للعرض، كل هذه العدادات ليست سوى المكثفات القياسية، والتي تتميز بطريقة غير عادية إلى حد ما من تطبيقها. ومع ذلك، ويمكنك معرفة لنفسك، ومرة أخرى النظر في الصيغ الرياضية التي تعكس على نطاق واسع مبادئ كيب العمل.