ifm:影响电容式传感器感应距离的因素有哪些?

本期将为大家讲解电容式传感器的基本原理、影响感应距离的因素和常用目标物的介电常数。

01 技术概览

电容式接近开关可以接触式或非接触式的检测几乎任何材料。使用ifm的电容式接近传感器，用户可以调节灵敏度，甚至穿透非金属罐或容器检测内部液体或固体。

一个由两块极板组成的电容器在供电时会在板间产生一个电场。任何进入这个电场的材料都会改变极板间的电容。

电容器也可以由一个极板组成。在这种情况下，第二个 "极板" 是地线。

所有电容式传感器都有相同的基本部件。

外壳 - 各种形状、尺寸和结构材料

基础的传感器元件 - 根据所使用的技术而有所不同

电子电路 - 评估传感器检测到的物体

电气连接 - 提供电源和输出信号

在电容式传感器的情况下，基础传感元件是一个单板电容器，另一个极板连接是接地的。当目标移动到传感器检测区域时，电容值发生变化，传感器输出切换。

1、电容器；2、连接；3、感应面

02 影响传感器感应距离的因素

感应距离是指目标在轴向接近传感器感应面时引起开关输出变化的物理距离。

产品的参数表列出了3种不同的距离。

感应距离(sensing range)是指开发过程中定义的标称距离，其基于某种标准尺寸和材料的目标物。

实际感应距离(real sensing range)考虑到室温下的元器件偏差，最坏情况是标称感应距离的90%。

实际工作距离(operating distance)考虑到了由于湿度、温度升高等因素造成的开关点漂移，最坏情况是实际感应距离的90%。如果感应距离非常关键，这就是应该采用的距离。

在实际应用中，目标物很少是标准尺寸和形状。目标物尺寸的影响如下图：

比目标物尺寸不同更少见的是目标物形状的不同。下图中显示了目标物形状的影响。

实际上很难提供一个基于形状的修正系数，因此在感应距离非常关键的应用需要进行测试。

①理想尺寸②不利的尺寸

③&④非常不利的尺寸

最后，影响感应距离的主要因素是目标物的介电常数。 对于电容式物位传感器，介电常数越高，材料就越容易被检测到。作为一般的经验法则，如果介电常数>2，材料应该是可以被检测到。以下是一些常见材料的介电常数，仅供参考。

03 用于物位检测的电容式传感器

为了成功地使用电容式传感器进行物位检测，请确保：

容器壁是非金属的

容器壁的厚度小于¼" - ½"

在传感器附近没有金属

感应面直接放置在容器壁上

传感器和容器等电位接地

（来源：ifm）