Kapacitiva givare - Begrepp inom kapacitiv mätteknik
Funktionsprincip
En kapacitiv givare arbetar med en högfrekvent svängningskrets som alstrar ett elektriskt fält vid den aktiva sensorytan med hjälp av en kondensator. När ett fast eller flytande ämne närmar sig detta fält sker en kapacitetsförändring och därmed en förändring av förstärkningen i denna svängningskrets. När denna förstärkning överskrider ett tröskelvärde genereras en signal.
Avkänningsavstånd
Avkänningsavståndet är det avstånd mellan ett föremål och
den aktiva sensorytan då en signal genereras. Avkänningsavståndet står i
relation till sensorytans diameter, därför krävs större sensorer till större
avkänningsavstånd. Avkänningsavståndet kan ställas in för många EGE-sensorer.
Kapacitiva givare reagerar på ledande och icke-ledande ämnen
med en dielektricitetskonstant ε >1. Avkänningsavståndet står i relation
till föremålets material. Vid konstanta mått förändras avkänningsavståndet
gentemot jordat stål St37.
I tabellen nedan anges ungefärliga värden för
materialrelaterade reduktionsfaktorer. Vid praktisk användning kan exempelvis
monteringsförhållandena leda till avvikelser.
Vattenhalten i ett föremål eller en vätska har en avgörande
påverkan på avkänningsavståndet. En större fukthalt ökar avkänningsavståndet
väsentligt.
När givaren fuktas med ledande ämnen kan dess funktion
påverkas när det bildas en ledande film som skapar en elektriskt ledande
förbindelse mellan sensorelektroden och en metallisk vägg.
Kapacitiva givare kan känna av gods igenom icke-ledande
behållarväggar. En säker avkänning av godset sker när godsets
dielektricitetskonstant är minst lika stor som den för behållarens vägg.
Nominellt avkänningsavstånd sn
Det nominella avkänningsavståndet är ett märkvärde där variationer i tillverkningen och yttre faktorer såsom temperatur och försörjningsspänning försummas.
Verkligt avkänningsavstånd sr
Det verkliga avkänningsavståndet är det effektiva avkänningsavståndet vid märkspänning och en märktemperatur på 23 °C. Det ligger mellan 90 % och 110 % av det nominella avkänningsavståndet.
Effektivt avkänningsavstånd su
Det effektiva avkänningsavståndet ligger för hela det tillåtna temperatur- och spänningsområdet mellan 80 % och 120 % av det verkliga avkänningsavståndet.
Arbetsavstånd sa
I det säkerställda avkänningsavståndet ingår alla yttre faktorer samt variationer i tillverkningen. Det ligger mellan 0 % och 72 % av det nominella avkänningsavståndet. Inom detta område är en säker avkänning garanterad.
Drift med temperaturrelaterad avkänningspunkt
Avkänningsavstånden anges för en omgivningstemperatur på 23 °C. Inom det tillåtna temperaturområdet varierar avkänningsavståndet med mindre än 15 % jämfört med värdet vid 23 °C. Avkänningspunkten påverkas ej av mätobjektets temperatur.
Hysteres H
Hysteresen är avståndsskillnaden mellan tillslagspunkten när ett objekt närmar sig och frånslagspunkten när objektet fjärmar sig från sensorn.Hysteresen ger en stabil signal även vid vibrationer, temperaturdrift eller vid elektriska störningar. Hysteresen är definierad med maximalt 20 % av det verkliga avkänningsavståndet enligt EN 60947-5-2, för EGE-sensorer är det normalt 10 till 15 % av det verkliga avkänningsavståndet sr.
Repeternoggrannhet R
Repeternoggrannheten beskriver hur noga avkänningspunkten följs när ett objekt närmar sig upprepade gånger under definierade villkor. EGE-sensorer har typiska toleranser på mindre än 3 % av det verkliga avkänningsavståndet.
Kopplingsfrekvens
Den maximala kopplingsfrekvensen för sensorn bestäms enligt EN 60947-5-2 med standardiserade mätplattor ST37 vid ett halvt nominellt avkänningsavstånd sn.
Driftspänning
Driftspänningen är spänningsområdet inom vilket EGE sensorer fungerar säkert. Vid försörjning med likspänning ska gränsvärdena följas, inklusive rippel.
Kopplingsström
Med detta begrepp betecknas den maximalt tillåtna
kontinuerliga strömmen för sensorns kopplingsutgång vid en omgivningstemperatur
på 25 °C och resistiv last. Vid förhöjd omgivningstemperatur minskar den
tillåtna kontinuerliga strömmen.
För analoga utgångar ska gränsvärdena och speciellt de
tillåtna värdena för lastmotstånden som anges i respektive tekniska data
följas.
Kortslutningsskydd
Kortslutningsskyddet säkrar sensorn mot att bli förstörd av kortslutning i utgången. När felet är åtgärdat återaktiveras utgången. När en maximal stötström är angiven får denna inte överskridas
Överströmsutlösning
Detta värde anger medelvärdet för strömmen då kortslutningsskyddet aktiveras med en tolerans på ±20%.
Skydd mot omvänd polaritet
Skyddet förhindrar att sensorn förstörs vid spänningstillförsel med omvänd polaritet.
Spänningsfall Ud
Spänningsfallet uppstår på det inre motståndet för halvledarelement som ligger i strömriktningen för den aktiva kopplingsutgången. Det är beroende av lastströmmen och anges enligt EN 60947-5-2 för en genomsnittlig ström på 50 mA.
Restström Ir
Restströmmen flyter i lastströmkretsen när utgången är spärrad. Vid parallellkoppling av sensorer ska restströmmen beaktas.
Minsta lastström Im
En minsta lastström krävs för felfri drift med sensorer med två ledare.
Strömförbrukning
Strömförbrukningen anger det maximala värdet för tomgångsströmmen Io som sensorn förbrukar utan last.
Omgivningstemperatur
Omgivningstemperaturen anger det maximalt tillåtna temperaturområdet för sensorn.
Elektromagnetisk kompatibilitet EMC
EMC-klassen är ett mått för sensorns tålighet mot yttre elektriska och magnetiska störningar. Uppgifterna avser normen EN 61000-6-2.
Utgångsfördröjning
EGE-sensorer är utrustade med en utgångsfördröjning som spärrar utgången när driftspänningen släpps på.
Kapslingsklass
Kapslingsklassen anger sensorernas skydd mot intrång av fasta ämnen och vatten, enligt EN 60529.
LED-indikering
EGE-sensorer med gul lysdiod visar avkänningsstatusen optiskt.
Höljets material
Höljets material bestämmer sensorns kemiska beständighet mot yttre påverkan. För speciella användningar kan höljen i andra material levereras.
Anslutning
Sensorerna ansluts med kontakt eller kabel. På förfrågan kan även andra kabeltyper och -längder levereras.
« Hänvisningar avseende montering « Kapacitiva givare
