Что такое емкостные извещатели. Как работают емкостные датчики. Где применяются емкостные извещатели. Какие преимущества имеют емкостные датчики перед другими типами. Какие виды емкостных извещателей существуют.
Принцип работы емкостных извещателей
Емкостные извещатели относятся к классу охранных датчиков, работающих на основе изменения электрической емкости чувствительного элемента. Принцип их действия основан на том, что при приближении или касании человеком охраняемого объекта происходит изменение емкости антенны извещателя.
Как это работает?
- Чувствительный элемент (антенна) извещателя образует с окружающими предметами электрическую емкость
- При появлении нарушителя в зоне действия датчика эта емкость меняется
- Электронная схема извещателя фиксирует изменение емкости
- При превышении порогового значения формируется сигнал тревоги
Таким образом, емкостной извещатель реагирует на изменение электрического поля в охраняемой зоне, вызванное появлением человека или других объектов.
Основные области применения емкостных извещателей
Благодаря своим особенностям, емкостные извещатели нашли широкое применение в различных системах безопасности и автоматизации. Где чаще всего используются такие датчики?
- Охрана металлических шкафов, сейфов, отдельных ценных предметов
- Создание защитных заграждений по периметру охраняемых объектов
- Контроль уровня заполнения резервуаров жидкими и сыпучими материалами
- Сигнализация о заполнении емкостей из пластика или стекла
- Применение в качестве бесконтактных конечных выключателей
- Позиционирование различных механизмов в промышленности
- Контроль наличия/отсутствия предметов на конвейерных линиях
Емкостные датчики особенно эффективны там, где требуется бесконтактное обнаружение объектов из различных материалов.
Преимущества емкостных извещателей
Почему емкостные датчики так популярны в системах безопасности и промышленной автоматизации? Давайте рассмотрим их основные преимущества:
- Реагируют на объекты из любых материалов (металл, пластик, дерево и т.д.)
- Не требуют механического контакта с объектом обнаружения
- Устойчивы к вибрациям, загрязнениям, электромагнитным помехам
- Имеют высокую чувствительность и быстродействие
- Компактны и просты в монтаже
- Долговечны благодаря отсутствию подвижных частей
- Работают в широком диапазоне температур
- Позволяют регулировать чувствительность и дальность срабатывания
Эти качества делают емкостные извещатели универсальным решением для многих задач охраны и автоматизации.
Виды емкостных извещателей
В зависимости от конструкции и назначения, емкостные извещатели подразделяются на несколько основных типов:
- Точечные — для охраны отдельных предметов
- Линейные — для создания протяженных охранных рубежей
- Объемные — для защиты помещений
- Комбинированные — сочетающие емкостной принцип с другими методами обнаружения
Какие конкретные модели емкостных извещателей получили наибольшее распространение?
- «Пик» — для блокировки сейфов, металлических шкафов, решеток
- «Градиент» — для охраны ангаров из легких металлических конструкций
- «Радиан-14» — универсальное емкостное сигнализационное устройство
- «СЕТ-11М» — для охраны периметров объектов
Выбор конкретной модели зависит от особенностей охраняемого объекта и требований к системе безопасности.
Особенности монтажа и настройки емкостных извещателей
Для обеспечения надежной работы емкостных извещателей важно соблюдать определенные правила при их установке и настройке:
- Размещать извещатель как можно ближе к охраняемому объекту
- Обеспечить надежный контакт антенны и заземления
- Устанавливать блокируемые предметы на изолированных от «земли» основаниях
- Соблюдать минимальное расстояние от стен и перегородок (не менее 0,2 м)
- Не устанавливать вблизи мощных электроустановок
- Правильно отрегулировать чувствительность с учетом размеров охраняемой зоны
При соблюдении этих условий емкостные извещатели обеспечивают высокую надежность охраны при минимальном количестве ложных срабатываний.
Ограничения и недостатки емкостных извещателей
Несмотря на многочисленные достоинства, емкостные извещатели имеют и некоторые ограничения:
- Чувствительность к изменениям окружающей среды (влажность, температура)
- Возможность ложных срабатываний от движущихся объектов вблизи зоны охраны
- Сложность применения в помещениях с большим количеством металлических предметов
- Необходимость тщательной настройки для каждого конкретного объекта
- Ограниченная дальность действия по сравнению с некоторыми другими типами извещателей
Однако при правильном выборе места установки и корректной настройке эти недостатки можно свести к минимуму.
Перспективы развития емкостных извещателей
Технологии не стоят на месте, и емкостные извещатели продолжают совершенствоваться. Какие тенденции наблюдаются в их развитии?
- Повышение помехоустойчивости за счет применения цифровой обработки сигналов
- Интеграция с системами «умного дома» и промышленного интернета вещей
- Разработка многозонных емкостных извещателей для более точного определения места вторжения
- Создание гибридных систем, сочетающих емкостной метод с другими принципами обнаружения
- Миниатюризация компонентов, позволяющая создавать более компактные устройства
Эти инновации позволят расширить область применения емкостных извещателей и повысить их эффективность в системах безопасности.
Емкостные извещатели — это… Что такое Емкостные извещатели?
- Емкостные извещатели
4.2.7. Емкостные извещатели
Емкостные извещатели предназначены для блокировки металлических шкафов, сейфов, отдельных предметов, а также для создания защитных заграждений. Для обеспечения устойчивой работы емкостного извещателя рекомендуется выполнять следующие правила:
не устанавливать извещатель вблизи мощных электроустановок, которые не могут быть отключены на период охраны;
обеспечить надежный контакт антенны и заземления в местах их подсоединения;
устанавливать блокируемые предметы на основаниях, хорошо изолированных от «земли»;
устанавливать блокируемые предметы на расстоянии не менее 0,2 м от стен, окон и перегородок, за которыми возможно появление людей или животных.
Основные характеристики емкостных извещателей приведены в приложении М (таблица М.8) Рекомендаций.
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
- Емкостные аппараты
- Емкостные клеши
Смотреть что такое «Емкостные извещатели» в других словарях:
ГОСТ Р 52933-2008: Извещатели охранные поверхностные емкостные для помещений. Общие технические требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ Р 52933 2008: Извещатели охранные поверхностные емкостные для помещений. Общие технические требования и методы испытаний оригинал документа: 3.1 извещатель охранный поверхностный емкостный: Извещатель, формирующий извещение о… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
РД 78.36.006-2005: Выбор и применение технических средств охранной, тревожной сигнализации и средств инженерно-технической укрепленности для оборудования объектов. Рекомендации
— Терминология РД 78.36.006 2005: Выбор и применение технических средств охранной, тревожной сигнализации и средств инженерно технической укрепленности для оборудования объектов. Рекомендации: 4.2.4. Вибрационные и ударно контактные извещатели… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документациичувствительность — 3.11 чувствительность: Изменение выходного сигнала средства измерения при изменении концентрации анализируемого компонента. Источник: ГОСТ Р ИСО 11042 1 2001: Установки газотурбинные. Методы определения выбросов вредных веществ … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
элемент — 02.01.14 элемент (знак символа или символ) [element <symbol character or symbol>]: Отдельный штрих или пробел в символе штрихового кода либо одиночная многоугольная или круглая ячейка в матричном символе, формирующие знак символа в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
элемент чувствительный — 3.9 элемент чувствительный: По ГОСТ Р 52551. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
извещатель — 3.1 извещатель: устройство для формирования извещения о тревоге при проникновении или попытке проникновения, или для инициирования сигнала тревоги потребителем; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
чувствительность извещателя — 3.16 чувствительность извещателя: По ГОСТ Р 52551. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Шлейф — 9. Шлейф Соединение одного и того же канала связи или системы, обеспечивающее возможность передачи сигналов с прямого направления на обратное Источник: ГОСТ 22515 77: Связь телеграфная. Термины и определения оригинал документа Смотри также… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
цель — 2.42 цель (target): Ресурс, к которому субъект запрашивает доступ. Примечание Важность цели моделируется в настоящем стандарте как набор атрибутов, представленных либо атрибутами в нотации ASN.1, либо элементами XML. Источник: ГОСТ … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
цель стандартная — 3.10 цель стандартная: По ГОСТ Р 52551. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Извещатель охранный емкостной, принцип действия, структурная схема, примерный список
Емкостные извещатели предназначены для блокировки металлических шкафов, сейфов, отдельных предметов, создания защитных заграждений.
ЧЭ, представляющий собой охраняемый металлический предмет или смонтированный на охраняемом проеме провод и имеющий собственную емкость относительно земли, включен в контур генератора (ГЕН) гармони-ческих колебаний, который работает в непрерывном режиме. С выхода ГЕН. гармонические колебания с частотой f ген поступают на усилитель-ограничитель (УОг1), преобразующий эти колебания в последовательность прямоугольных импульсов той же частоты (рис. 5.2а).
С выхода УОг1 последовательность прямоугольных импульсов поступает на выводы схем совпадения (CCnl, ССп2), на вход делителя частоты (ДЧ1) и на вход временного селектора (СЕЛ. 2). Временные параметры работы извещателя определяются синхрогенератором (СИНХРОГЕН.), который стабилизирован кварцевым резонатором и вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов с частотой следования fсин.
Прямоугольные импульсы с выхода СИНХРОГЕН. поступают на вход бинарного делителя частоты (ДЧ2) с большим коэффициентом деления, который формирует последовательность прямоугольных импульсов — типа «меандр» (рис. 5.2б) с периодом следования, равным периоду измерения
Т изм. Последовательность импульсов с выхода ДЧ2 поступает на вход двоичного счетчика (СЧЕТ.) и на вход инвертора (ИНВЕР.). СЧЕТ, пересчитывает определенное количество импульсов и в конце каждого цикла выдает отрицательный импульс управления (рис. 5.2г) на селектор (СЕЛ.1) временных интервалов. С выхода ИНВЕР. инвертированнаяпоследо-вательность импульсов (рис. 5.2в) поступает на формирователь (ФОРМ. 1) на второй вход CCnl, на элемент памяти (ПАМ. 1).
Извещатель охранный акустический инфразвуковой, принцип действия, структурная схема, примерный список.
Извещатели охранные поверхностные звуковые (акустические) предназначены для обнаружения разбития всех видов стекол (обычного, закаленного, стеклопакетов, зеркал и т.д.).
Акустические — извещатели, формирующие сигнал тревоги при регистрации в охраняемой зоне характеристического звука. Чаще всего это звук разбития оконного стекла.
Принцип действия данных извещателей основан на определении и анализе звуковых волн, возникающих при разбитии стекол. Они выдают сигнал тревоги путем размыкания (замыкания) контактов исполнительного реле.
Электропитание устройств, как правило, осуществляется от источника бесперебойного питания 12В.
Один прибор может контролировать несколько окон, витрин, и дополнительная установка каких-либо элементов на контролируемом стекле не требуется.
По структуре см 34 ЧЭ-БО-БФИзв-БП-ЛСв
Извещатель охранный акустический ультразвуковой, принцип действия, структурная схема, примерный список.
По структуре см 34 ЧЭ-БО-БФИзв-БП-ЛСв
2.Извещатели близости ёмкостного типа
Извещатель — это устройство, формирующее определенный сигнал при изменении того или иного контролируемого параметра окружающей среды. По области применения извещатели делятся на охранные, охранно-пожарные и пожарные. В настоящее время охранно-пожарные извещатели практически не выпускаются и не применяются. Охранные извещатели по виду контролируемой зоны подразделяются на точечные, линейные, поверхностные и объемные. По принципу действия — на электроконтактные, магнитоконтактные, ударноконтактные, пьезоэлектрические, оптико-электронные, емкостные, звуковые, ультразвуковые, радиоволновые, комбинированные, совмещенные и др. Емкостным датчиком называют преобразователь параметрического типа, в котором изменение измеряемой величины преобразуется в изменение емкостного сопротивления.
Возможные области применения емкостных датчиков чрезвычайно разнообразны. Они используются в системах регулирования и управления производственными процессами почти во всех отраслях промышленности. Емкостные датчики применяются для контроля заполнения резервуаров жидким, порошкообразным или зернистым веществом, как конечные выключатели на автоматизированных линиях, конвейерах, роботах, обрабатывающих центрах, станках, в системах сигнализации, для позиционирования различных механизмов и т. д. В настоящее время наиболее широкое распространение получили датчики приближения (присутствия), которые помимо своей надежности, имеют широкий ряд преимуществ. Имея сравнительно низкую стоимость, датчики приближения охватывают огромный спектр направленности по своему применению во всех отраслях промышленности. Типичными областями использования емкостных датчиков этого типа являются: —сигнализация заполнения емкостей из пластика или стекла;
—контроль уровня заполнения прозрачных упаковок;
—сигнализация обрыва обмоточного провода;
—регулирование натяжения ленты;
—поштучный счет любого вида и др.
Емкостные извещатели предназначены для блокировки металлических шкафов, сейфов, отдельных предметов, создания защитных заграждений. Принцип действия извещателей основан на изменении электрической емкости чувствительного элемента (антенны) при приближении или касании человеком охраняемого предмета, При этом охраняемый предмет должен устанавливаться на полу с хорошим изоляционным покрытием или на изолирующей прокладке. К одному извещателю в помещении допускается подключать несколько металлических сейфов или шкафов, Количество подключаемых предметов зависит от их емкости, конструктивных особенностей помещения и уточняется при настройке извещателя.
Емкостные датчики положения объекта — одни из самых популярных типов бесконтактных конечных выключателей. Бесконтактные емкостные датчики обладают определенными преимуществами по сравнению с сенсорами других типов, например, срабатывание на объекты, изготовленные из различных материалов. Цвет объекта также не влияет на расстояние срабатывания. Емкостные бесконтактные выключатели имеют встроенный потенциометр позволяет настраивать диапазон срабатывания емкостного сенсора в зависимости от требований задачи и условий эксплуатации. Так же этот тип датчиков отлично подходит для детектирования уровня пластиковых гранул. Емкостной извещатель И03053 «Пик» предназначен для блокировки сейфов, металлических шкафов, решеток, а также оконных, витринных и дверных проемов. Благодаря ступенчатой регулировке емкости и чувствительности извещатель «Пик» адаптируется к параметрам конкретного охраняемого объекта, что обеспечивает высокую обнаруживающую способность извещателя. Автоматическое отслеживание изменения емкости охраняемого предмета при изменении условий окружающей среды обеспечивает высокую помехозащищенность извещателя и надежность охраны. В извещателе предусмотрен автоматический контроль целостности и сопротивления утечки соединительного провода от чувствительного элемента. .
Извещатель «Пик» должен размещаться, по возможности, ближе к охраняемому предмету так, чтобы при установленной чувствительности извещателя доступ к нему
был невозможен без выдачи тревожного извещения. Емкостной извещатель И03054 «Градиент» предназначен для охраны ангаров из легких металлических конструкций и слабо-укрепленных стен посредством блокировки поверхности ангара. Извещатель «Градиент» обеспечивает гибкость формирования зоны охраны с помощью чувствительного трехпроводного элемента, возможность охраны оболочки при проведении работ в охраняемом помещении, устойчивость к воздушным потокам, искровым разрядам, перемещению птиц.
№52. Вибрационные извещатели и микрофонные кабели для
Извещатели охранные контактные
Извещатели охранные ручные
Извещатели оптико-электронные (инфракрасные)
Извещатели охранные ультразвуковые
Извещатели охранные вибрационные, сейсмические, пьезоэлектрические, емкостные
Извещатели охранные проводные
Извещатели охранные радиолучевые
Извещатели охранные радиоволновые
Извещатели охранные комбинированные
Системы охранной сигнализации
Извещатели пожарные ручные
Извешатели пожарные тепловые
Извещетели пожарные дымовые
Системы безопасности
Оповещатели комбинированные
Оповещатели звуковые
Оповещатели световые
Системы оповещения
Устройства сигнальные
|
| Монтаж систем охранно-тревожной сигнализации | |||
| Установка охранных извещателей (за 1 шт.) на открывание дверей, окон | 100 | ||
| Установка охранных извещателей (за 1 шт.) на движение, разбитие стекла | 150 | ||
| Установка охранных извещателей (за 1 шт.) извещатель емкостной | 350 | ||
| Установка охранных извещателей (за 1 шт.) извещатель ультразвуковой | 150 | ||
| Установка коробки ответвительной (за 1 шт.) | 10 | ||
| Установка оповещателей (за 1 шт.) светового, звукового | 50 | ||
| Установка оповещателей (за 1 шт.) светозвукового | 55 | ||
| Установка блока питания (за 1 шт.) | 300 | ||
| Прокладка провода открытой проводки (за 1 м.) по деревянному основанию | 20 | ||
| Прокладка провода открытой проводки (за 1 м.) по кирпичу/бетонному основанию | 30 | ||
| Прокладка провода открытой проводки (за 1 м.) по металлическому основанию | 35 | ||
| Прокладка провода в гофротрубе (за 1 м.) | 35 | ||
| Прокладка провода в кабельном канале (за 1 м.) | 35 | ||
| Прокладка провода в металлорукаве (за 1 м.) | 35 | ||
| Замер сопротивления изоляции шлейфов сигнализации | 10 | ||
| Установка объектового прибора с передачей информации на ПЦН | 700 | ||
| Пуско-наладка систем (за ед. 1 датчик) | 100 | ||
| Монтаж систем видеонаблюдения | |||
| Монтаж и подключение внутренней видеокамеры | 700 | ||
| Монтаж и подключение уличной видеокамеры | 1000 | ||
| Монтаж и подключение IP видеокамеры | 1500 | ||
| Установка и настройка видеорегистратора на 4 видеокамеры (устройство записи) | 500 | ||
| Установка и настройка видеорегистратора на 8 видеокамер (устройство записи) | 1000 | ||
| Установка и настройка видеорегистратора на 16 видеокамер (устройство записи) | 1500 | ||
| Установка и настройка видеорегистратора на 32 видеокамеры (устройство записи) | 2000 | ||
| Монтаж ИК прожектора | 600 | ||
| Монтаж передатчика/приемника витой пары | 100 | ||
| Монтаж видеоусилителя-корректора/разветвителя | 500 | ||
| Монтаж видеомодулятора | 1200 | ||
| Установка микрофона | 500 | ||
| Подключение охранного видеомонитора | 250 | ||
| Установка разъема BNC | 45 | ||
| Подключение блока питания внутреннего | 400 | ||
| Подключение блока питания уличного | 500 | ||
| Подключение эл. розетки питания | 100 | ||
| Обжим джекатипа RJ45, RJ12, RJ11 | 25 | ||
| Подключение розетки RJ45, RJ12, RJ11 | 35 | ||
| Монтаж распределительной коробки | 400 | ||
| Прокладка кабеля для видеосистем открытой проводкой | 30 | ||
| Прокладка кабеля для видеосистем в кабельном канале | 35 | ||
| Прокладка кабеля для видеосистем в гофротрубе | 35 | ||
| Пуско-наладка систем видеонаблюдения (1 видеокамера) | 300 | ||
| Программирование цифрового видеорегистратора от | 500 | ||
| Программирование систем IP видеонаблюдения (установка и настройка программы) от | 700 | ||
| Монтаж и подключение домофонных систем, систем ограничения доступа | |||
| Установка врезного считывателя прокси карт | 700 | ||
| Установка накладного считывателя прокси карт | 400 | ||
| Установка считывателя-контроллера прокси карт | 800 | ||
| Установка автономного контроллера | 600 | ||
| Програмирование прокси-карты | 15 | ||
| Установка контактора для ключей-таблеток | 200 | ||
| Установка кнопки запроса на выход | 100 | ||
| Установка врезной вызывной панели домофона | 1200 | ||
| Установка накладной вызывной панели домофона | 600 | ||
| Установка доводчика дверного | 950 | ||
| Установка врезного электромеханического замка | 3200 | ||
| Установка накладного электромеханического замка | 2400 | ||
| Установка электромагнитного замка | 2800 | ||
| Установка гибкого перехода на дверь | 300 | ||
| Установка монитора домофона | 800 | ||
| Установка аудиотрубки | 300 | ||
| Установка контроллера сетевого | 2900 | ||
| Установка и настройка базового ПО | от 1800 | ||
| Установка и настройка дополнительного ПО | от 1300 | ||
| Занесение ключа доступа в базу данных | 20 | ||
| Назначение уровней доступа сотрудникам | 35 | ||
| Внесение фотографий сотрудников в базу данных | 50 | ||
| Установка калитки электромеханической | от 4500 | ||
| Установка турникета роторного полноростового | от 17000 | ||
| Установка турникета роторного поясного | от 7000 | ||
| Установка турникета трипод | 5900 | ||
| Инструктаж персонала по работе с системой | 300 | ||
| Коэффициенты наценки на стоимость | |||
| Срочность выполнения работ | 1,25 | ||
| Выполнение работ вечернее, ночное время и выходные дни | 1,4 | ||
| Выполнение работ на высоте более 2,5 метров | 1,4 | ||
| Уличные работы с ноября по апрель месяц | 1,4 | ||
| Выполнение работ в пригородах Нижнего Новгорода | 1,3 | ||
| Выполнение работ по Нижегородской области | от 2,0 | ||
Техническое примечание емкостного датчика LT03-0020
Авторские права © 2012 Lion Precision. www.lionprecision.com
Сводка
В этой технической заметке рассматриваются концепции и теория емкостного измерения, помогающие оптимизировать характеристики емкостного датчика. Он также определяет термины емкостного считывания, используемые в литературе и руководствах Lion Precision.
Емкость и расстояние
Бесконтактные емкостные датчики работают путем измерения изменений электрического свойства, называемого емкостью.Емкость описывает, как два проводящих объекта с промежутком между ними реагируют на приложенную к ним разность напряжений. Когда к проводникам прикладывается напряжение, между ними создается электрическое поле, в результате чего на каждом объекте накапливаются положительные и отрицательные заряды (рис. 1). Если полярность напряжения поменять местами, заряды также поменяются местами.
Емкостные датчики используют переменное напряжение, которое заставляет заряды постоянно менять свое положение. Перемещение зарядов создает переменный электрический ток, который регистрируется датчиком (рис.2). Сумма
протекание тока определяется емкостью, а емкость определяется площадью и близостью проводящих объектов. Более крупные и близкие объекты вызывают больший ток, чем более мелкие и удаленные объекты. На емкость также влияет тип непроводящего материала в зазоре между объектами.
С технической точки зрения, емкость прямо пропорциональна площади поверхности объектов и диэлектрической проницаемости материала между ними и обратно пропорциональна расстоянию между ними (рис.3).
Рис. 1 | Рис. 2 | Рисунок 3 |
В типичных емкостных измерениях зонд или датчик является одним из проводящих объектов; целевой объект — другой. (Использование емкостных датчиков для обнаружения пластмасс и других изоляторов обсуждается в разделе, посвященном непроводящим целям.) Размеры датчика и цели считаются постоянными, как и материал между ними.Следовательно, любое изменение емкости является результатом изменения расстояния между зондом и целью. Электроника откалибрована, чтобы генерировать определенные изменения напряжения для соответствующих изменений емкости. Эти напряжения масштабируются для представления конкретных изменений расстояния. Величина изменения напряжения при заданном изменении расстояния называется чувствительностью. Обычная настройка чувствительности составляет 1,0 В / 100 мкм. Это означает, что на каждые 100 мкм изменения расстояния выходное напряжение изменяется ровно на 1.0V. При этой калибровке изменение выходного сигнала на +2 В означает, что цель переместилась на 200 мкм ближе к датчику.
Фокусировка электрического поля
Когда к проводнику прикладывается напряжение, электрическое поле исходит от каждой поверхности. В емкостном датчике чувствительное напряжение прикладывается к чувствительной области зонда (рис. 4, 5).
Для точных измерений электрическое поле из зоны зондирования должно удерживаться в пространстве между зондом и целью.Если электрическому полю разрешено распространяться на другие предметы или другие области на цели, то изменение положения другого предмета будет измеряться как изменение положения цели.
Для предотвращения этого используется техника, называемая «охрана». Чтобы создать защиту, задняя и боковые стороны чувствительной области окружены другим проводником, который поддерживает то же напряжение, что и сама чувствительная область (рис. 4, 6).
Когда напряжение подается на чувствительную область, отдельная цепь прикладывает точно такое же напряжение к ограждению.Поскольку нет разницы в напряжении между чувствительной областью и защитой, между ними нет электрического поля. Любые другие проводники рядом с датчиком или за ним образуют электрическое поле с защитой вместо зоны обнаружения. Только неохраняемая передняя часть зоны обнаружения может образовывать электрическое поле с целью.
Рисунок 4 Компоненты емкостного сенсорного зонда | Рис. 5 | Рис. 6 |
Влияние размера объекта
Целевой размер является основным фактором при выборе датчика для конкретного приложения.Когда чувствительное электрическое поле фокусируется защитой, оно создает слегка коническое поле, которое является проекцией чувствительной области. Минимальный диаметр мишени для стандартной калибровки составляет 130% диаметра чувствительной области. Чем дальше зонд находится от цели, тем больше минимальный размер цели.
Диапазон измерения
Диапазон, в котором полезен зонд, зависит от размера чувствительной области. Чем больше площадь, тем больше диапазон.Электроника драйвера рассчитана на определенную емкость зонда. Следовательно, зонд меньшего размера должен быть значительно ближе к цели, чтобы достичь желаемой емкости. Электроника регулируется во время калибровки, но диапазон регулировки ограничен.
Как правило, максимальный зазор, при котором может использоваться зонд, составляет примерно 40% диаметра чувствительной области. При стандартной калибровке зазор обычно значительно меньше.
Многоканальное зондирование
Часто цель измеряется одновременно несколькими датчиками.Поскольку система измеряет изменяющееся электрическое поле, напряжение возбуждения для каждого зонда должно быть синхронизировано, иначе зонды будут мешать друг другу. Если бы они не были синхронизированы, один зонд пытался бы увеличить электрическое поле, а другой пытался бы его уменьшить, давая ложные показания.
Электроника драйвера может быть сконфигурирована как ведущая или ведомая. Мастер устанавливает синхронизацию для подчиненных в многоканальных системах.
Влияние материала мишени
Чувствительное электрическое поле ищет проводящую поверхность.При условии, что цель является проводником, на емкостные датчики не влияет конкретный целевой материал. Поскольку электрическое поле измерения останавливается на поверхности проводника, толщина цели не влияет на измерение. .
Измерение непроводников
Рис. 7
Непроводники можно измерить, пропустив через них электрическое поле к неподвижной проводящей цели позади.
Емкостные датчики чаще всего используются для измерения изменения положения проводящей цели.Но емкостные датчики также могут быть эффективны при измерении присутствия, плотности, толщины и местоположения непроводников. Непроводящие материалы, такие как пластик, имеют диэлектрическую проницаемость, отличную от диэлектрической проницаемости воздуха. Диэлектрическая постоянная определяет, как непроводящий материал влияет на емкость между двумя проводниками. Когда между зондом и неподвижной эталонной целью вставляется непроводящий провод, чувствительное поле проходит через материал к заземленной цели (рис. 7). Присутствие непроводящего материала изменяет диэлектрик и, следовательно, изменяет емкость.Емкость будет меняться в зависимости от толщины или плотности материала.
Максимальная точность
Теперь, когда мы обсудили основы того, как работает емкостное зондирование, мы можем разработать стратегии для максимизации эффективности и минимизации ошибок при использовании емкостных датчиков. Точность требует, чтобы измерения проводились в тех же условиях, в которых был откалиброван датчик. Независимо от того, откалиброван ли это датчик на заводе или датчик, откалиброванный во время использования, воспроизводимые результаты получаются из повторяемых условий.Если мы хотим, чтобы на измерение влияло только расстояние, тогда все другие переменные должны быть постоянными. В следующих разделах обсуждаются распространенные источники ошибок и способы их минимизации.
Максимальная точность: размер цели
Рис. 9
Цель заниженного размера приводит к тому, что поле считывания распространяется по сторонам цели, что приводит к ошибке
Если не указано иное, заводские калибровки выполняются с плоской проводящей мишенью, размер которой значительно превышает размер чувствительной области.Откалиброванный таким образом датчик даст точные результаты при измерении плоской цели, размер которой более чем на 30% превышает площадь чувствительности. Если целевая область слишком мала, электрическое поле начнет охватывать стороны цели, что означает, что электрическое поле распространяется дальше, чем это было при калибровке, и будет измерять цель как можно дальше (рис. 9). В этом случае зонд должен быть ближе к цели для той же нулевой точки. Поскольку это расстояние отличается от исходной калибровки, будет внесена ошибка.Ошибка возникает также из-за того, что зонд больше не измеряет плоскую поверхность.
Если расстояние между зондом и целью считается осью Z, то дополнительная проблема малоразмерной цели заключается в том, что датчик становится чувствительным к местоположению зонда по осям X и Y. Без изменения зазора выходной сигнал значительно изменится, если зонд перемещается либо по оси X, либо по оси Y, потому что меньше электрического поля идет к центру цели, а больше — по сторонам.
Повышение точности: форма цели
Рис. 10 Изогнутая цель требует, чтобы зонд был ближе, что повлияет на чувствительность
Форма также важна. Поскольку датчики откалиброваны для плоской цели, измерение цели с изогнутой поверхностью вызовет ошибки (рис. 10). Поскольку зонд будет измерять среднее расстояние до цели, зазор при нулевом напряжении будет отличаться от того, когда система была откалибрована. Также будут внесены ошибки из-за различного поведения электрического поля с искривленной поверхностью.В случаях, когда необходимо измерить неплоскую цель, система может быть откалибрована на заводе-изготовителе до окончательной формы цели. В качестве альтернативы, когда используются плоские калибровки с изогнутыми поверхностями, могут быть предусмотрены множители для корректировки измеренного значения.
Максимальная точность: чистота поверхности
Если целевая поверхность не идеально гладкая, система будет усреднять по площади, покрытой размером пятна датчика. Значение измерения может изменяться при перемещении зонда по поверхности из-за изменения среднего положения поверхности.Величина этой ошибки зависит от характера и симметрии неровностей поверхности.
Максимальная точность: параллельность
Во время калибровки поверхность датчика параллельна целевой поверхности. Если зонд или цель наклоняются на значительную величину, форма пятна, в котором поле попадает в цель, удлиняется и изменяет взаимодействие поля с целью. Из-за различного поведения электрического поля будут внесены ошибки измерения.При высоких разрешениях даже несколько градусов могут привести к ошибке. При проектировании приспособления для измерения необходимо учитывать параллельность.
Максимальная точность: окружающая среда
Системы емкостных датчиковLion Precision имеют компенсацию для минимизации дрейфа из-за температуры от 22 ° C до 35 ° C (72 ° F — 95 ° F). В этом диапазоне температур погрешность составляет менее 0,5% от полной шкалы.
Более неприятная проблема заключается в том, что практически все материалы, используемые в мишенях и приспособлениях, демонстрируют значительное расширение и сжатие в этом диапазоне температур.Когда это происходит, изменения измерения, связанные с температурой, не являются ошибкой датчика. Это реальные изменения зазора между целью и зондом. Тщательная конструкция приспособлений имеет большое значение для минимизации этой ошибки и повышения точности.
На диэлектрическую проницаемость воздуха влияет влажность. С увеличением влажности увеличивается диэлектрическая проницаемость. Влажность также может взаимодействовать с материалами конструкции зонда. Экспериментальные данные показывают, что изменение от 50% до 80% может привести к ошибкам до 0.5% от полной шкалы.
В то время как материалы датчиков Lion Precision выбраны для минимизации этих ошибок, в приложениях, требующих максимальной точности, контроль температуры и влажности является стандартной практикой. Международные стандарты определяют, что измерения должны проводиться при 20 ° C или с поправкой на «истинную длину» при 20 ° C.
Заводская калибровка
Система калибровки емкостного датчика Lion Precision была разработана в сотрудничестве с Professional Instruments, мировым лидером в разработке шпинделей и ползунов с воздушными подшипниками.Его современный дизайн обеспечивается прецизионной электроникой управления движением с погрешностью менее 0,012 мкм.
Система калибровки регулярно сертифицируется с помощью прослеживаемого лазерного интерферометра NIST. Измерительное оборудование, используемое во время калибровки (цифровые измерители и генераторы сигналов), также калибруется по прослеживаемым стандартам NIST. Информация о калибровке для каждого из этих единиц оборудования хранится в файле для проверки прослеживаемости.
Технические специалисты используют систему калибровки для точного позиционирования объекта калибровки на известном расстоянии от емкостного датчика.Измерения в этих точках собираются, а чувствительность и линейность анализируются системой калибровки. Анализ данных используется для настройки калибруемой системы в соответствии со спецификациями заказа.
После калибровки чувствительности и линейности системы емкостных датчиков помещают в камеру окружающей среды, где калибруется схема температурной компенсации для минимизации дрейфа в диапазоне температур от 22 ° C до 35 ° C. Также проводятся измерения полосы пропускания и выходного шума, которые влияют на разрешение.
По завершении калибровки создается сертификат калибровки. Этот сертификат поставляется с заказанной системой и заархивирован. Сертификаты калибровки соответствуют разделу 4.8 ISO 10012-1.
Чувствительность
Чувствительность — наклон линии — это чувствительность; в данном случае 1 В / 0,05 мм.
Чувствительность показывает, насколько изменяется выходное напряжение в результате изменения зазора между целью и емкостным датчиком.Обычная чувствительность составляет 1 В / 0,1 мм. Это означает, что на каждые 0,1 мм изменения зазора выходное напряжение будет изменяться на 1 В. Когда выходное напряжение отображается в зависимости от размера зазора, наклон линии представляет собой чувствительность.
Ошибка чувствительности
Ошибка чувствительности — крутизна фактических измерений отклоняется от идеальной.
Чувствительность датчика устанавливается при калибровке. Когда чувствительность отклоняется от идеального значения, это называется ошибкой чувствительности, ошибкой усиления или ошибкой масштабирования.Поскольку чувствительность — это наклон линии, ошибка чувствительности обычно выражается в процентах от наклона; сравнение идеального уклона с фактическим уклоном.
Ошибка смещения
Ошибка смещения возникает, когда постоянное значение добавляется к
.Ошибка смещения — ко всем измерениям добавляется постоянное значение.
выходное напряжение системы. Системы емкостных датчиков обычно обнуляются во время настройки, что устраняет любые отклонения смещения от исходной калибровки.Однако, если ошибка смещения изменится после обнуления системы, в измерение будет внесена ошибка. Изменение температуры является основным фактором ошибки смещения. В системах Lion Precision предусмотрена компенсация погрешностей смещения, связанных с температурой, чтобы они не превышали 0,04% от полной шкалы / ° C.
Ошибка линейности
Ошибка линейности — данные измерения не на прямой линии.
Чувствительность может незначительно отличаться между любыми двумя точками данных. Это изменение называется ошибкой линейности.Спецификация линейности — это измерение того, насколько выходной сигнал отличается от прямой линии.
Для расчета погрешности линейности данные калибровки сравниваются с прямой линией, которая наилучшим образом соответствует точкам. Эта прямая опорная линия рассчитывается на основе данных калибровки с использованием метода, называемого подгонкой по методу наименьших квадратов. Величина ошибки в точке калибровочной кривой, наиболее удаленной от этой идеальной линии, является ошибкой линейности. Ошибка линейности обычно выражается в процентах от полной шкалы.Если ошибка в наихудшей точке составляла 0,001 мм, а полный диапазон калибровки составлял 1 мм, ошибка линейности составила бы 0,1%.
Обратите внимание, что ошибка линейности не учитывает ошибки чувствительности. Это только мера прямолинейности линии, а не ее наклон. Система с грубыми ошибками чувствительности может быть очень линейной.
Диапазон ошибок
Диапазон ошибок учитывает комбинацию ошибок линейности и чувствительности. Это измерение абсолютной погрешности наихудшего случая в калиброванном диапазоне.Полоса ошибок рассчитывается путем сравнения выходных напряжений в определенных зазорах с их ожидаемым значением. Наихудшая ошибка из этого сравнения указывается как диапазон ошибок системы.
Зазор | Ожидаемое | Фактическое | Ошибка |
| 0.50 | -10,000 | -9,800 | -0,010 |
| 0,75 | -5,000 | -4,900 | -0,005 |
| 1,00 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| 1,25 | 5.000 | 5.000 | 0,000 |
| 1,50 | 10.000 | 10,100 | 0,005 |
Диапазон ошибок — наихудший случай отклонения измеренных значений от ожидаемых значений в калибровочной таблице.В этом случае полоса погрешности составляет -0,010 мм.
Пропускная способность
Полоса пропускания определяется как частота, при которой выходной сигнал падает до -3 дБ. Эта частота также называется частотой среза. Падение уровня сигнала на -3 дБ соответствует примерно 70% падению фактического выходного напряжения. При полосе пропускания 15 кГц изменение ± 1 В на низкой частоте приведет только к изменению ± 0,7 В при 15 кГц. В дополнение к обнаружению высокочастотного движения быстродействующие выходы максимизируют запас по фазе при использовании в системах обратной связи сервоуправления.Некоторые драйверы предоставляют возможность выбора полосы пропускания для максимального увеличения разрешения или времени отклика.
Разрешение
Рисунок 14
Шум от датчика 15 кГц
Разрешение определяется как наименьшее надежное измерение, которое может выполнить система. Разрешение измерительной системы должно быть лучше, чем конечная точность, требуемая для измерения. Если вам нужно знать размер в пределах 0,02 мкм, то разрешение измерительной системы должно быть лучше 0.02 мкм.
Основным определяющим фактором разрешения являются электрические помехи. Электрический шум появляется в выходном напряжении, вызывая небольшие мгновенные ошибки на выходе. Даже когда зазор между зондом и мишенью совершенно постоянен, выходное напряжение драйвера имеет небольшой, но измеримый шум, который, казалось бы, указывает на то, что зазор изменяется. Этот шум присущ электронным компонентам, и его можно только минимизировать, но никогда не устранить.
Если драйвер имеет выходной шум 0.002V с чувствительностью 10 В / 1 мм, тогда он имеет выходной шум 0,000,2 мм (0,2 мкм). Это означает, что в любой момент на выходе может быть ошибка 0,2 мкм.
Рисунок 15
Шум от датчика 100 Гц
Количество шума на выходе напрямую связано с полосой пропускания. Вообще говоря, шум распределяется равномерно в широком диапазоне частот. Если более высокие частоты фильтруются перед выходом, результатом будет меньше шума и лучшее разрешение (рис.14, 15). При изучении спецификаций разрешения очень важно знать, к какой полосе пропускания применяются спецификации. Ознакомьтесь с нашей полной статьей о взаимосвязи между разрешением и пропускной способностью и о том, как быть уверенным, что вы получаете точную информацию из таблиц.
Емкостный датчик— введение
Что такое емкостный датчик?
Емкостной датчик — это датчик приближения, который обнаруживает близлежащие объекты. по их влиянию на электрическое поле, создаваемое датчик.Простые емкостные датчики были коммерчески доступны в течение многих лет и заняли свою нишу в обнаружение неметаллических объектов, но ограничено короткими расстояниями, обычно менее 1 см. Емкостные датчики имеют некоторое сходство с радаром в их способности
обнаруживать проводящие материалы, просматривая изоляционные материалы
например, дерево или пластик. На практике различия заключаются в
значительный; По сравнению с радаром,
емкостные датчики:
- Они проще, поэтому потенциально меньше, дешевле и дешевле властолюбивый.
- Это датчики приближения, а не датчики дальности. Они делают нет дают прямое указание на то, как далеко находится обнаруженный объект. А более удаленная сильная цель может дать такой же ответ, как и ближайшая слабая цель.
- Ненаправленны и имеют малый радиус действия.
Что можно обнаружить?
Из-за ненаправленного характера емкостный датчик измеряет некоторые емкость от объектов в окружающей среде, которые всегда присутствует и поэтому не интересен. При установке на car датчик определяет сам автомобиль и землю.Неизвестный объекты обнаруживаются по мере увеличения этого фона емкость.Коммерческие емкостные датчики обычно работают в диапазоне 1 см или меньше. В этих диапазонах емкость объекта приближается к фоновой емкости. Однако на 1 метре изменение емкости на порядки меньше, и намного меньше чем фоновая емкость. Необходимо определить какие эта фоновая емкость такова, что ее можно вычесть из измерение.
Поскольку фоновая емкость велика по сравнению с емкость объекта, а также подвержена дрейфу, гораздо проще использовать датчик для обнаружения изменений в окружающей среде, чем для обнаружения абсолютное наличие или отсутствие неизвестного объекта.Количество изменение фоновой емкости зависит от того, насколько стабильна среда является. В относительно плохо контролируемой среде, такой как вне автомобиля абсолютное обнаружение присутствия человека вероятно, ограничено 30 см или меньше.
В этом режиме детектора изменений датчик не столько присутствие детектор как детектор изменения присутствия, что-то вроде пассивный инфракрасный датчик движения (PIR.) Однако из-за его емкостный детектор движения может использоваться в ситуации, когда детектор PIR будет ложно реагировать на очевидные фон меняется.Это верно для предлагаемого автомобиля. приложение безопасности, где движение транспортного средства вызывает изменения в тепловой фон.
Спектр распространения:
Концепция работы с расширенным спектром широко используется в современных системы связи, потому что он имеет множество преимуществ перед традиционные узкополосные системы связи. Подход обсуждается здесь прямо Расширенный спектр последовательности, где псевдослучайный шумовой (PN) код передается, а затем наличие кода обнаруживается корреляция между принятым сигналом и известным кодом последовательность. Применение расширенного спектра прямой последовательности к емкостным датчикам особенно просто, потому что передатчик и приемник расположены в в том же месте, поэтому синхронизация кода передачи и приема тривиально.Есть отличный много хороших вводных материалов в Интернете, которые я не буду дубликат. Вот несколько ссылок: Азбука распространения Спектр, Разворот Спектр (SS) — Введение, Распространение Спектральные методы.
Ключевым свойством системы с расширенным спектром является выигрыш в обработке, что является мерой того, насколько широк спектр.Обработка прирост — отношение ширины полосы занимаемого спектра расширенного сигнала к фактической ширине полосы сигнала. В системах радиосвязи прирост обработки от 10 до 1000 является типичным. В этой системе в полоса пропускания демодулятора составляет примерно 100 кГц, а выходной сигнал полоса пропускания составляет 1,5 Гц, поэтому выигрыш при обработке составляет 67,0000 или 96 дБ.
Для емкостных датчиков расширенный спектр имеет три основных преимущества:
- Существенная невосприимчивость к узкополосным мешающим сигналам.Любой
Узкополосный сигнал ослабляется на коэффициент усиления 96 дБ.
В
узкополосный датчик, узкополосный источник помех, который попадает в
полоса пропускания вообще не ослабляется.
- Автоматическое разделение полосы пропускания между несколькими пользователями, без
координация, необходимая для распределения каналов. В частности,
датчик с расширенным спектром может работать при наличии
другие аналогичные датчики с расширенным спектром без необходимости настройки на
различные частоты.
- Очень узкие и четкие эффективные полосы пропускания могут быть легко достигается с помощью только низкочастотного фильтра нижних частот на выходе демодулятор.Это улучшает технологичность, поскольку узкополосный RF фильтры не требуются. Вся схема могла быть изготовлены на единой микросхеме. (Это преимущество синхронного демодуляция или обработка основной полосы частот, а не расширенный спектр как таковая)
Моя домашняя страница | Вверх | Следующий | email
Что такое емкостные датчики приближения?
Базовый датчик приближения используется для определения присутствия предметов или материалов. Что отличает их от других датчиков, так это то, что они не вступают в физический контакт с воспринимаемым объектом, и поэтому они также известны как бесконтактные датчики.
На схеме показана внутренняя конструкция емкостного датчика приближения с внутренней пластиной, подключенной к осциллятору (электроды датчика), а другая — это воспринимаемый объект, который обнаруживается в электрическом поле.Одним из наиболее распространенных типов датчиков является емкостной датчик приближения. Как следует из названия, емкостные датчики приближения работают, регистрируя изменение емкости, считываемой датчиком. Типичный конденсатор состоит из двух проводящих элементов (иногда называемых пластинами), разделенных каким-то изолирующим материалом, который может быть одного из многих различных типов, включая керамику, пластик, бумагу или другие материалы.
Типичные емкостные датчики приближения, такие как показанные здесь от AutomationDirect, имеют переменные расстояния срабатывания, в данном случае от 2 до 40 мм, и могут обнаруживать металлические и неметаллические объекты. Они также оснащены светодиодными индикаторами состояния, которые помогают легко проверить работу, и имеют степень защиты IP65 и IP67 для использования в экстремальных условиях.Принцип работы емкостного датчика приближения заключается в том, что один из проводящих элементов или пластин находится внутри самого датчика, а другой является объектом, который необходимо обнаруживать.Внутренняя пластина подключена к цепи генератора, который генерирует электрическое поле. Воздушный зазор между внутренней пластиной и внешним объектом служит изолятором или диэлектрическим материалом. Когда объект присутствует, это изменяет значение емкости и регистрируется как присутствие объекта.
Емкостные датчики приближения полезны при обнаружении широкого спектра объектов. Легче всего обнаруживать объекты с высокой плотностью (например, металлы) или с высокой диэлектрической проницаемостью (т.е. вода). И для обнаружения этих объектов не требуется, чтобы датчики находились достаточно близко к объектам, которые необходимо обнаружить, что является еще одним плюсом, если они используются в условиях с ограниченным пространством для работы. В целом, хорошие чувствительные объекты для емкостных датчиков включают твердые и жидкие вещества, такие как различные металлы. , вода, дерево и пластик.
Типичный диапазон срабатывания емкостных датчиков приближения составляет от нескольких миллиметров до примерно 1 дюйма (или 25 мм), а некоторые датчики имеют расширенный диапазон до 2 дюймов. Однако емкостные датчики действительно превосходны в приложениях, где они должны обнаруживать объекты через какой-либо материал, например мешок, мусорное ведро или коробку.Они могут отключать неметаллические контейнеры и могут быть настроены или настроены на обнаружение различных уровней жидкостей или твердых материалов.
емкостное зондирование | ams
Датчик AS8579 предлагает производителям автомобилей самый простой способ соблюдать Правила 79 ООН, обеспечивая при этом наилучшие характеристики обнаружения
Для инженеров-проектировщиков автомобилей необычно найти новое технологическое решение, которое работает лучше существующих , который снижает стоимость и который проще реализовать в приложении.Но это именно то, что предлагает новый емкостный сенсорный чип, новый AS8579 от компании AMS при использовании для практического обнаружения (HOD) в автомобилях, которые обеспечивают функции помощи водителю.
Это результат применения известного и проверенного принципа измерения — I / Q-демодуляции — для определения положения рук водителя на рулевом колесе. И он заметно превосходит любую из существующих технологий, используемых для HOD в автомобилях. Смотрите основные моменты в нашем видео:
Основное требование безопасности при разработке новых автомобилей
Функция HOD требуется в соответствии с Постановлением 79 Организации Объединенных Наций и применяется ко всем новым автомобилям, оснащенным системой удержания полосы движения. Система (LKAS) везде, где ратифицирована.Он уже принят Европейским Союзом для новых серийных автомобилей с 1 апреля 2021 года. Цель системы HOD — постоянно контролировать готовность водителя взять на себя управление системой рулевого управления в аварийной ситуации или в случае аварии. выход из строя ЛКАС.
Различные технологии были разработаны для обеспечения этой функции HOD, но имеют ограничения: водители, которые не хотят держать руль, могут обмануть текущую систему мониторинга, что может поставить под угрозу безопасность.А некоторые существующие решения также плохо работают в определенных условиях эксплуатации.
Одним из подходов к HOD был датчик крутящего момента: он обнаруживает постоянные незначительные отклонения, возникающие, когда водитель держит рулевое колесо. Большой недостаток этой технологии заключается в том, что ее легко обмануть: водитель может убрать руки с руля и «удерживать» его, прижавшись к нему ногой вверх.
Проблемы с датчиками крутящего момента побудили автомобильную промышленность принять форму емкостного измерения для HOD: он контролирует сцепление водителя с рулевым колесом, обнаруживая изменение емкости рулевого колеса, когда руки водителя поглощают электрический заряд — соприкоснуться с ним.Для этого метода требуется только один сенсорный чип, подключенный к металлическому сенсорному элементу, встроенному в рулевое колесо.
До сих пор производители автомобильных систем использовали емкостный метод измерения заряда-разряда: это хорошо изученный метод, поскольку он уже много лет применяется в таких продуктах, как сенсорные экраны и сенсорные кнопки. Но обнаружение не удается, когда водитель носит перчатки, а ложные сигналы обнаружения, генерируемые присутствием влаги или влажности, подрывают безопасность при ручном обнаружении, основанном на этом методе емкостного считывания.Этот тип емкостного датчика можно даже обмануть, если водитель вклинивает емкостный предмет, например фрукт или пластиковую бутылку с водой, в раму рулевого колеса. Итак, опять же, реализация этого метода заряда-разряда емкостного считывания потенциально ставит под угрозу безопасность.
Это правда, что другие технологии уже применяются к другим функциям мониторинга драйверов. Например, 2D-оптическое зондирование используется в системах для отслеживания положения головы водителя.Однако эти двухмерные оптические сенсорные системы не способны выполнять HOD. Это означает, что емкостное зондирование является наиболее жизнеспособной технологией для HOD, которая уже готова к развертыванию. И теперь у компании AMS есть новый подход к емкостному измерению, который отвечает всем требованиям безопасности, предъявляемым автомобильной промышленностью, и который прост в реализации.
Лучшая производительность, более низкая стоимость
Это новое решение от AMS обеспечивает лучшую производительность и с меньшим количеством компонентов, чем существующая технология заряда-разряда для емкостного измерения.
Благодаря надежному емкостному измерению на основе I / Q-демодуляции, емкостной датчик AS8579 выполняет HOD таким образом, что его невозможно обмануть. Как и метод заряда-разряда, I / Q-демодуляция — это проверенный и хорошо известный метод емкостного измерения. Его преимущество в том, что он измеряет как резистивный, так и емкостной элемент полного сопротивления системы. Результатом этого является то, что, в отличие от метода заряда-разряда, он надежно работает в сложных условиях, например, в присутствии влаги или когда водитель носит перчатки.И его невозможно обмануть, поэтому он обеспечивает надежное обнаружение сцепления водителя с рулевым колесом. Дополнительным преимуществом решения на основе AS8579 является то, что оно может работать через нагревательный элемент рулевого колеса с подогревом, поэтому не требует встраивания отдельного сенсорного элемента в рулевое колесо.
Вот как AS8579 устраняет обычные компромиссы при проектировании:
- Он работает лучше — его нельзя обмануть, и он работает в любых условиях
- Он стоит меньше — это однокристальное решение, и не требует специального чувствительного элемента в рулевом колесе с подогревом
- Это легко реализовать — выходной сигнал микросхемы представляет собой измерение импеданса, а системный контроллер просто применяет пороговое значение, чтобы определить, находятся ли руки на рулевом колесе или нет.
Готов к использованию в автомобильной конструкции
AS8579 полностью соответствует требованиям автомобильной промышленности и предлагает несколько встроенных диагностических функций, обеспечивая поддержку стандарта функциональной безопасности ISO 26262 до уровня ASIL B. -выходные частоты — 45,45 кГц, 71,43 кГц, 100 кГц или 125 кГц — AS8579 обеспечивает высокую устойчивость к электромагнитным помехам.
Автомобильные конструкторы могут сразу начать разработку автомобильного емкостного датчика AS8579, используя специальный оценочный комплект AS8579-TS_EK_DB.
Для получения дополнительной технической информации или образцов запросов перейдите к емкостному датчику AS8579.
Sensor Sense: емкостные датчики | Конструкция машины
Блок-схема емкостного датчика приближения |
В емкостных датчиках приближения используются два металлических электрода или пластины для создания высокочастотного электростатического поля. Неметаллическая мишень, попадающая в поле, увеличивает диэлектрическую проницаемость между пластинами, увеличивая амплитуду колебаний.Более высокая амплитуда запускает схему определения уровня, чтобы включить выход датчика. Он снова выключается, когда цель покидает цель и амплитуды колебаний возвращаются к нормальному уровню. |
Эти целевые материалы мало влияют на электромагнитные поля, поэтому индуктивные датчики приближения бесполезны в таких ситуациях. Поле восприятия должно измениться от электромагнитной области к электростатической; индуктивный датчик приближения должен стать емкостным.
Емкостные датчики приближения обнаруживают самые разные материалы. Например, емкостные датчики часто используются для обнаружения гранулированных или порошкообразных материалов, таких как пластиковые гранулы, в бункерах для литья под давлением. А искробезопасные устройства определяют уровень органических материалов, таких как рис, ячменный солод, кукуруза и соевые бобы, во взрывоопасных зонах, таких как элеваторы.
Два металлических электрода или пластины образуют чувствительный элемент в емкостном датчике приближения. Электроды образуют конденсатор в цепи обратной связи высокочастотного генератора.Величина емкости зависит от площади поверхности двух электродов, расстояния между электродами и диэлектрической проницаемости материала между электродами. Емкость мала, цель отсутствует, поэтому амплитуда колебаний мала. Цель, приближающаяся к поверхности датчика, изменяет диэлектрическую проницаемость между пластинами и увеличивает емкость. Более высокая емкость увеличивает амплитуду колебаний, измеряемых схемой определения уровня.Когда амплитуда колебаний превышает определенное значение, датчик уровня включает выход датчика. Когда амплитуда колебаний падает ниже порогового значения, датчик уровня отключает выход датчика.
Проводящие цели также влияют на емкостные датчики, но по-другому. Когда проводящая цель попадает в поле сенсора, она образует противоэлектрод по отношению к активной поверхности сенсора. Мишень эффективно уменьшает расстояние между электродами и увеличивает среднюю площадь поверхности.Конечный результат — скачок значения емкости, такой же, как у непроводящей цели.
не чувствует через металл. Приложения, которые измеряют уровень жидкости в металлическом контейнере, требуют либо специального смотрового стекла, либо неметаллической арматуры резервуара для размещения емкостного датчика.
Turck Inc. (turck.com) предоставила информацию для этой колонки.
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Выбор лучшего индуктивного или емкостного датчика для вашего приложения
Сотни различных датчиков приближения доступны для использования в приложениях автоматизации.При поиске датчика следует учитывать несколько моментов, поскольку ваш выбор может повлиять на ваше приложение в будущем. Давайте посмотрим, зачем использовать индуктивный или емкостной датчик.
Индуктивные датчики
Индуктивный датчик используется для обнаружения металлов (таких как сталь, нержавеющая сталь, алюминий или медь). Важно отметить, что наши датчики имеют разный номинальный диапазон чувствительности в зависимости от материала.Стандартная мишень представляет собой пластину из мягкой стали (FE360) толщиной 1 мм с квадратными размерами, равными размеру датчика.
Наша номенклатура номеров моделей, например NBB4-12GM50-E2, имеет номинальное рабочее расстояние 4 мм (для мишени FE360), но захват алюминия только на расстоянии около 1,6 мм из-за понижающего коэффициента 0,4 для алюминия.
Если требуется больший диапазон срабатывания, у нас также есть датчики с коэффициентом уменьшения 1 , которые не имеют коэффициента уменьшения для стали (FE360), нержавеющей стали (304), меди и алюминия.У них есть номер модели, который начинается с NRB или NRN.
Обычно мы предлагаем цилиндрические индуктивности 8 мм, 12 мм, 18 мм и 30 мм. Мы также предлагаем модели меньшего диаметра, такие как модели 4 мм, 5 мм и 6,5 мм. Как правило, датчик меньшего диаметра имеет более высокую частоту переключения (сколько раз датчики могут изменять выходные состояния). Это важная особенность, которую следует учитывать, если датчик будет использоваться для приложения контроля скорости, включающего быструю вращающуюся цель. Вы можете увидеть пример на изображении ниже.
Окружающая среда, в которой расположен датчик, также играет роль. Большинство наших индуктивных датчиков приближения имеют степень защиты IP67. Рейтинг IP67 означает, что датчик может противостоять проникновению пыли и воды, так что датчик остается герметичным даже при погружении в стоячую воду на небольшой глубине на короткие периоды времени. Если датчик должен использоваться под водой постоянно, он требует степени защиты IP68. Для промывки под высоким давлением необходима степень защиты IP69K.Эти характеристики указаны в листе технических характеристик.
Для использования рядом с источниками высокого напряжения или сварочным оборудованием используйте модели с –C- или –C3, так как они невосприимчивы к полю сварного шва и имеют защитное покрытие, которое сопротивляется сварочному шлаку.
В качестве дополнительного примечания для индуктивных и емкостных датчиков наши модели, оканчивающиеся на –V1 или -V3 или любое число -V, указывают на версию с быстрым отключением, для которой требуется дополнительный кабель. Это предпочтение, но многие считают его удобным по сравнению с кабелем, вставленным в герметик, который может быть поврежден, и на его ремонт потребуется время.
Датчики емкостные
Емкостные датчики способны обнаруживать пластик, дерево и другое сырье, включая металл. Индуктивный датчик может обнаруживать только металл. Обычное применение — обнаружение жидкостей, пластмасс и зерен. Емкостное обнаружение жидкости используется для обнаружения уровня и присутствия.
Часто этот тип применения включает зондирование через трубку или резервуар для обнаружения жидкости. Емкостные датчики имеют либо фиксированную, либо регулируемую чувствительность.В зависимости от материала трубки или боковой стенки можно выбрать емкостный датчик для установки на внешней стороне резервуара / трубки и обнаружения жидкости через стенку.
Факторами будут диэлектрическая проницаемость жидкости и материала боковой стенки. Таблицы диэлектрической проницаемости большинства материалов можно найти в Интернете, а краткий список — в нашем каталоге.
Одно из типичных применений включает использование тонкой трубки с привязанным к ней маленьким емкостным проводом, обеспечивающим выходной сигнал, когда жидкость достигает провода.Этот метод измерения может быть полезен в приложениях с гидроцилиндрами.
В другом популярном решении используется пластиковый отсек для датчика, который просверливается и устанавливается сбоку резервуара. Цилиндрический емкостный датчик затем может быть помещен в этот отсек для датчика и использован для определения уровня. Такой подход упрощает настройку чувствительности и снятие сенсора. Большинство цилиндрических моделей имеют на задней панели потенциометр для регулировки чувствительности. Помимо регулировки чувствительности и способности обнаруживать неметаллические цели, емкостный датчик похож на индуктивный во многих других аспектах, учитывая размер корпуса и дальность действия.
.