ifm:影響電容式傳感器感應距離的因素有哪些?

本期將為大家講解電容式傳感器的基本原理、影響感應距離的因素和常用目標物的介電常數。

01 技術概覽

電容式接近開關可以接觸式或非接觸式的檢測幾乎任何材料。使用ifm的電容式接近傳感器，用戶可以調節靈敏度，甚至穿透非金屬罐或容器檢測內部液體或固體。

一個由兩塊極板組成的電容器在供電時會在板間產生一個電場。任何進入這個電場的材料都會改變極板間的電容。

電容器也可以由一個極板組成。在這種情況下，第二個 "極板" 是地線。

所有電容式傳感器都有相同的基本部件。

外殼 - 各種形狀、尺寸和結構材料

基礎的傳感器元件 - 根據所使用的技術而有所不同

電子電路 - 評估傳感器檢測到的物體

電氣連接 - 提供電源和輸出信號

在電容式傳感器的情況下，基礎傳感元件是一個單板電容器，另一個極板連接是接地的。當目標移動到傳感器檢測區域時，電容值發生變化，傳感器輸出切換。

1、電容器；2、連接；3、感應面

02 影響傳感器感應距離的因素

感應距離是指目標在軸向接近傳感器感應面時引起開關輸出變化的物理距離。

產品的參數表列出了3種不同的距離。

感應距離(sensing range)是指開發過程中定義的標稱距離，其基于某種標準尺寸和材料的目標物。

實際感應距離(real sensing range)考慮到室溫下的元器件偏差，最壞情況是標稱感應距離的90%。

實際工作距離(operating distance)考慮到了由于濕度、溫度升高等因素造成的開關點漂移，最壞情況是實際感應距離的90%。如果感應距離非常關鍵，這就是應該采用的距離。

在實際應用中，目標物很少是標準尺寸和形狀。目標物尺寸的影響如下圖：

比目標物尺寸不同更少見的是目標物形狀的不同。下圖中顯示了目標物形狀的影響。

實際上很難提供一個基于形狀的修正系數，因此在感應距離非常關鍵的應用需要進行測試。

①理想尺寸②不利的尺寸

③&④非常不利的尺寸

最后，影響感應距離的主要因素是目標物的介電常數。 對于電容式物位傳感器，介電常數越高，材料就越容易被檢測到。作為一般的經驗法則，如果介電常數>2，材料應該是可以被檢測到。以下是一些常見材料的介電常數，僅供參考。

03 用于物位檢測的電容式傳感器

為了成功地使用電容式傳感器進行物位檢測，請確保：

容器壁是非金屬的

容器壁的厚度小于?" - ?"

在傳感器附近沒有金屬

感應面直接放置在容器壁上

傳感器和容器等電位接地

（來源：ifm）