電容式傳感器（電容式接近開(kāi)關(guān)）功能原理
電容式接近開(kāi)關(guān)可以檢測(cè)導(dǎo)電體或不導(dǎo)電體材料，固體或液體材料。它可以用來(lái)監(jiān)控容器內(nèi)產(chǎn)品的液位，檢查填充和包裝系統(tǒng)的內(nèi)含物品，以及在順序控制系統(tǒng)、傳送帶系統(tǒng)等場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)物體檢測(cè)、定位、監(jiān)控和計(jì)數(shù)等功能。
可以用于檢測(cè)下列介質(zhì)：
固體：
木材、陶瓷、玻璃、紙疊、塑料、石材、橡膠、冰、有色金屬、土豆；
液體：
水、油、飲料、粘合劑、涂料；
顆粒：
塑膠粒、顆粒產(chǎn)品、糧食、飼料、木片；
粉末：
燃料、洗滌劑、沙、水泥、化肥、鹽、糖、面粉、咖啡。
電容式傳感器（電容式接近開(kāi)關(guān)）技術(shù)說(shuō)明
電容式接近開(kāi)關(guān)的功能是評(píng)估操作頭對(duì)開(kāi)關(guān)感應(yīng)面電場(chǎng)施加的影響。電容器是由一個(gè)位于感應(yīng)面之后的傳感器電極和一個(gè)接地操作頭組成的，它的電容量隨著物體的接近程度而隨之增加。
電容的增強(qiáng)取決于操作頭的電導(dǎo)率、介電常數(shù)、質(zhì)量、表面積和它到傳感器電極的距離。電容式接近開(kāi)關(guān)配備了RC振動(dòng)器，它的增益系數(shù)在前述電容器發(fā)生電容量上升，而導(dǎo)致振蕩時(shí)，隨之增加。在接近開(kāi)關(guān)中，振蕩所需電容量由內(nèi)置電位計(jì)對(duì)振蕩器反饋測(cè)量得到。
響應(yīng)靈敏度，即給定操作頭的感應(yīng)距離，可以通過(guò)這種方式進(jìn)行調(diào)整。振蕩器向評(píng)估電路輸出信號(hào)，觸發(fā)開(kāi)關(guān)放大器。
與接近的導(dǎo)電材料發(fā)生響應(yīng)時(shí)，觸發(fā)物體和傳感器感應(yīng)面之間形成了電容板。電容的改變量和隨之實(shí)現(xiàn)的感應(yīng)距離將會(huì)變得很大。
當(dāng)與接近的不導(dǎo)電材料ε>1發(fā)生響應(yīng)時(shí)，只有介電常數(shù)發(fā)生有效改變。電容增加量小于導(dǎo)電材料的增加量。產(chǎn)生的感應(yīng)距離也小。
以上數(shù)值僅表示響應(yīng)靈敏度的期望大小，而在實(shí)際應(yīng)用中，觸發(fā)物體和周?chē)h(huán)境的具體性質(zhì)對(duì)于響應(yīng)距離是有很大的影響的。為了確保無(wú)故障工作，還必須考慮濕度對(duì)系統(tǒng)的影響。含有大量水分的材料，如木材或紙張，會(huì)顯著增加感應(yīng)距離。
電容式接近開(kāi)關(guān)可以分為齊平安裝與非齊平安裝
采用非齊平方式安裝接近開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)周?chē)仨毩粲幸欢障叮也荒馨瑢?duì)開(kāi)關(guān)有影響的材料。由于電容式接近開(kāi)關(guān)配備調(diào)節(jié)裝置，非齊平安裝時(shí)，空隙變小不會(huì)對(duì)安裝造成影響。非齊平安裝的電容式接近開(kāi)關(guān)對(duì)污垢和凝水不敏感。
齊平安裝方式的接近開(kāi)關(guān)內(nèi)置絲網(wǎng)印刷電極，它與電路接地相連。由于電容器的兩個(gè)電極非常接近，齊平安裝的電容式接近開(kāi)關(guān)非常適合感應(yīng)電介質(zhì)。這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的缺點(diǎn)是系統(tǒng)對(duì)凝水或污垢的靈敏度上升。
如果電容式接近開(kāi)關(guān)安裝在一起或相對(duì)的位置，它們之間將互相發(fā)生影響。在這種配置下，齊平安裝的開(kāi)關(guān)響應(yīng)靈敏度要顯著小于非齊平安裝的開(kāi)關(guān)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，試驗(yàn)距離應(yīng)在2倍外殼直徑到8倍外殼直徑之間。當(dāng)距離大于8倍外殼直徑時(shí)，開(kāi)關(guān)之間的影響可以忽略不計(jì)。
感應(yīng)面：電容式接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面是電磁場(chǎng)的發(fā)出點(diǎn)。該點(diǎn)位于螺紋套管型或光滑圓柱型開(kāi)關(guān)的端面。非圓柱形限位開(kāi)關(guān)會(huì)在相應(yīng)面上用符號(hào)進(jìn)行標(biāo)記。
影響力：電容式接近開(kāi)關(guān)的影響力指的是被測(cè)介質(zhì)進(jìn)入電磁場(chǎng)后開(kāi)關(guān)狀態(tài)的改變量。
標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)指的是厚度為1mm，由FE 360制成的方形板。
方形目標(biāo)側(cè)邊長(zhǎng)度 “ a” 表示由感應(yīng)面所確定的圓的直徑。它的邊長(zhǎng)取感應(yīng)面直徑和三倍名義感應(yīng)距離中的較大值。目標(biāo)必須接地以保證相當(dāng)?shù)母袘?yīng)距離。長(zhǎng)方形電容式接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)距離由接地目標(biāo)測(cè)量得到，其中接地目標(biāo)的大小與限位開(kāi)關(guān)感應(yīng)面大小一致。
感應(yīng)距離：感應(yīng)距離可以改變輸出級(jí)的狀態(tài)，它可以影響物體和感應(yīng)面之間的距離。
名義感應(yīng)距離 (sn)：它是特定設(shè)備的特征值，不考慮公差、溫度和電壓變化等因素。
實(shí)際感應(yīng)距離 (sr)：實(shí)際感應(yīng)距離在額定電壓和23 °C +/–5 °C的夕卜界溫度下測(cè)量得到。它的大小必須在名義感應(yīng)距離大小的90% - 110%之間。
有效感應(yīng)距離 (su)：有效感應(yīng)距離是在允許溫度和電壓范圍內(nèi)測(cè)得的距離。它的大小應(yīng)在實(shí)際感應(yīng)距離的80% - 120%之間。
保證感應(yīng)距離 (sa)：（工作感應(yīng)距離）：它是可以在溫度、電壓以及公差變化影響下有效使用的距離。它的大小在名義感應(yīng)距離的0%到72之間。
再現(xiàn)性：開(kāi)關(guān)距離的再現(xiàn)性是指實(shí)際感應(yīng)距離的重復(fù)精度，它是在外界溫度為18 °C到28 °C范圍內(nèi)，電源電壓最大不偏離額定電壓5%時(shí)，由8小時(shí)內(nèi)兩個(gè)連續(xù)開(kāi)關(guān)操作測(cè)得。任意兩個(gè)測(cè)量值之差不得超過(guò)實(shí)際感應(yīng)距離的10%。
開(kāi)關(guān)滯后：開(kāi)關(guān)滯后指的是物體接近目標(biāo)時(shí)的啟動(dòng)點(diǎn)和物體遠(yuǎn)離接近開(kāi)關(guān)時(shí)的關(guān)閉點(diǎn)之間的差值，以實(shí)際感應(yīng)距離的百分比表示。
開(kāi)關(guān)頻率：開(kāi)關(guān)頻率按照EN 60947-5-2標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得。邊長(zhǎng)為 “a” 的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)安裝在一塊以 “2a” 為間隔，施加最小影響力的圓盤(pán)上，然后在名義感應(yīng)距離一半的位置經(jīng)過(guò)接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)啟動(dòng)或關(guān)閉時(shí)間低于50微秒時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到最大值。對(duì)于交流接近開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)頻率在啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)間等于電源頻率的半波長(zhǎng)時(shí)。
溫度范圍：根據(jù)DIN，溫度范圍從–25 °C到70 °C。在這個(gè)范圍內(nèi)，可以保證開(kāi)關(guān)可靠地工作。
防護(hù)等級(jí)
根據(jù)ID代碼，外殼可以防塵防水，達(dá)到IP65或IP67級(jí)別（符合DIN 40050標(biāo)準(zhǔn)）。
連接電纜
提供的PVC絕緣標(biāo)準(zhǔn)連接電纜。同時(shí)提供硅膠護(hù)套、聚氨酯護(hù)套、輻射交聯(lián)PVC或特氟龍絕緣套的特殊版本。
插頭連接
對(duì)于現(xiàn)今的電子接近開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)，插頭連接已經(jīng)和固定電纜一樣重要。電容式接近開(kāi)關(guān)可以配備各種類別的插頭連接。
電容式傳感器（電容式接近開(kāi)關(guān)）重要信息
電容式傳感器能夠檢測(cè)導(dǎo)電或不導(dǎo)電材料，固體、液體、顆粒或粉末。不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中，必須考慮一些關(guān)鍵條件。
感應(yīng)距離
名義感應(yīng)距離是特定且根據(jù)DIN EN60947-5-2/98標(biāo)準(zhǔn)在工廠完成設(shè)定的。當(dāng)相應(yīng)尺寸的導(dǎo)電材料接近傳感器時(shí)，感應(yīng)距離可以達(dá)到最大值。
在不導(dǎo)電材料接近時(shí)，待檢測(cè)材料的介電常數(shù)ε是關(guān)鍵因素。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，特定感應(yīng)距離隨著特定因素改變而變化，該因素和介電常數(shù)有關(guān)。這些表格內(nèi)的數(shù)值僅表示響應(yīng)靈敏度的期望大小，觸發(fā)物體的特定性能（直徑、厚度、濕度等）和環(huán)境條件（接地）對(duì)響應(yīng)距離影響也很大。在大多數(shù)情況下，可以通過(guò)調(diào)整內(nèi)置電位計(jì)，以實(shí)現(xiàn)適應(yīng)特定場(chǎng)合的目的。
空隙
采用非齊平方式安裝限位開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)周?chē)仨毩粲幸欢障叮也荒馨瑢?duì)開(kāi)關(guān)有影響的材料。非齊平安裝的電容式傳感器的特點(diǎn)是對(duì)污垢和凝水不敏感。齊平安裝的電容式傳感器的設(shè)計(jì)使它們特別適合于感應(yīng)介電物體。由于電容式接近開(kāi)關(guān)配備調(diào)節(jié)裝置，非齊平安裝時(shí)，空隙變小不會(huì)對(duì)安裝造成影響。非齊平安裝的電容式接近開(kāi)關(guān)對(duì)污垢和凝水不敏感。不過(guò)靈敏度增強(qiáng)，可能不利于上述附加效應(yīng)的發(fā)生。
如果電容式接近開(kāi)關(guān)安裝在一起或相對(duì)的位置，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，試驗(yàn)距離應(yīng)在2倍外殼直徑到8倍外殼直徑之間。不過(guò)調(diào)整設(shè)備可以滿足實(shí)現(xiàn)所有應(yīng)用調(diào)整。
電容式傳感器（電容式接近開(kāi)關(guān)）應(yīng)用說(shuō)明
電容式接近開(kāi)關(guān)的一個(gè)特別的應(yīng)用領(lǐng)域，是從外部檢測(cè)非金屬容器內(nèi)的液位高度。優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需在容器上開(kāi)孔，就能檢測(cè)產(chǎn)品液位。待檢測(cè)的介質(zhì)不需要與限位開(kāi)關(guān)接觸。實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的先決條件是待檢測(cè)材料的介電常數(shù)和質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于容器的值。接近開(kāi)關(guān)的響應(yīng)靈敏度必須通過(guò)內(nèi)置電位計(jì)降低，直至對(duì)介質(zhì)有響應(yīng)而對(duì)容器壁不響應(yīng)的程度。
