Grundlagen Kapazitiv
Grundlagen zu kapazitiven Sensoren
Kapazitive Sensoren erkennen metallische und nicht-metallische, feste und flüssige Materialien. Das Funktionsprinzip kapazitiver Sensoren basiert auf der Kapazitätsänderung an der aktiven Fläche des Sensors bei der Annäherung eines Targets mit entsprechenden dielektrischen Eigenschaften. Diese aktive Fläche wird durch zwei Elektroden gebildet. Die Elektrodenform ist der Bauform des Sensors anpassbar. Nähert sich ein Target an die aktive Fläche des Sensors an, kommt es zu einer Änderung der Kapazität im elektrischen Feld des Sensors. Kapazitive Sensoren können nach zwei unterschiedlichen Prinzipien arbeiten:
Prinzip 1 verwendet den Schwingungsabriss bzw. die Bedämpfung, die das Target im elektrischen Feld erzeugt. Das Target entzieht dem elektrischen Feld Energie. Das Maß des Energieentzugs ist abhängig von der Dielektrizitätskonstante des Materials des Targets. Je höher die Dielektrizitätskonstante, desto mehr Energie wird dem Feld entzogen. Die Elektronik im Sensor nimmt diese Änderung war und schaltet, wenn ein bestimmter Schwellenwert erreicht ist.
Prinzip 2 basiert auf der Schwingungsentfachung bei einem RC-Oszillator bei Annäherung des Targets. Der Oszillator erzeugt eine hochfrequente Schwingung. Dringt ein Objekt in das elektrische Feld ein, ändert sich die Dielektrizitätskonstante und damit das Schwingverhalten des Oszillators. Die Elektronik im Sensor wertet die entstehende Schwingung aus und schaltet den Sensor ein, wenn ein bestimmter Schwellenwert überschritten wird.
Kapazitive Näherungsschalter von Pulsotronic sind als N- und P-schaltende Ausführung sowie als Schließer und Öffner erhältlich. Die Empfindlichkeitseinstellung für verschiedene Materialien und Umgebungsbedingungen erfolgt über ein Potentiometer. Der realisierbare Schaltabstand ist abhängig vom Material und Form des Objektes.
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