ساختار سنسور خازنی و تشخیص سطح به‌گونه ای است که وقتی یک شی وارد میدان الکتریکی تولید شده توسط صفحات الکتریکی میشود ظرفیت خازنی بین آنها دچار تغییر میشود. در حالت عادی بین فضای دو صفحه‌ی خازنی هوا یا خلاء وجود دارد. ضریب گذردهی نسبی برای این ماده ε_r=1 در نظر گرفته شده و همواره عددی ثابت است.
طبق رابطه C=ε_r ε_(0) A/d با فرض ثابت بودن A (سطح مقطع صفحات خازنی) و d (مقدار فاصله بین دو صفحه) و تغییر دادن ضریب ε_r، ظرفیت خازنی (C) می‌تواند تغییر یابد. حال اگر به جای هوا، ماده‌ای دیگر جایگزین آن شود مقدار ظرفیت خازنی متفاوت خواهد بود. با افزایش ظرفیت خازنی و میدان الکتریکی کاهش می‌یابد. از همین خاصیت و رفتار خازن برای ساخت سنسورهای خازنی استفاده شده است. تصویر زیر میدان الکتریکی (3) با دی الکتریک هوا، بین صفحات الکترونی (1) را نشان می دهد.
جدول ضریب دی الکتریک خازن:
برخی از ضرایب دی الکتریک سایر مواد در دمای اتاق و در فرکانس یک کیلوهرتز به صورت زیر می‌باشند.
|
ردیف |
ماده |
ضریب ε_r |
ردیف |
ماده |
ضریب ε_r |
|
1 |
خلاء |
1 |
8 |
بتن |
4.5 |
|
2 |
هوا |
1 |
9 |
شیشه Pyrex |
4.7 |
|
3 |
پلی اتیلن |
2.25 |
10 |
کائوچو |
7 |
|
4 |
چوب خشک |
2-6 |
11 |
الماس |
5.5 – 10 |
|
5 |
یونولیت |
2.4-2.7 |
12 |
چوب خیس |
10 – 30 |
|
6 |
پلی آمید |
3.4 |
13 |
متانول |
30 |
|
7 |
کاغذ |
3.85 |
14 |
آب |
80.4 |
برای عملکرد بهتر این پراکسیمیتی سوییچ‌ها باید به سه نکته دقت داشت:
- فاصله بین جلوی سنسور با اشیاء و اجسام
- ابعاد و اندازه شئ روبروی سنسور
- ثابت دی الکتریک مواد
اما برای عبور میدان الکتریکی از دی الکتریک‌ها از عوامل دیگری همچون افزایش توان میدان الکتریکی می‌توانیم استفاده ببریم، برای تحقق این موضوع باید خازن بزرگتر با میدان بزرگتری در نظر گرفت و یا حتی برای تشخیص بهتر، مواد باید با صفحات در تماس باشند.
لطفا کلیک نموده و انواع سنسور خازنی و تشخیص سطح را مشاهده نمایید.