静電容量センサーを使用したガラス、フィルム、およびその他の非導電性材料の測定

静電容量センサーアプリケーションノートLT03-0015

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それは複雑です。 お手伝いします。静電容量センサは、導電性ターゲットの位置の変化を測定するために最もよく使用されます。 しかし、静電容量センサーは、非導体の存在、密度、厚さ、および位置の測定にも有効です。 秘Theは、測定に影響する他のすべての変数を制御することです。

静電容量センサーの基本

静電容量センサーは、静電容量プローブのアクティブな検知面と導電性ターゲット間の静電容量を測定することで機能します。 ほとんどのアプリケーションでは、プローブとターゲット間の距離が変化するため、静電容量が変化し、センサーは距離の正確な変化として解釈できます。

プローブと導電性ターゲットの間の距離が一定のままである場合、プローブとターゲットの間の材料の「誘電率」を変更することにより、静電容量を変更できます。 空気の誘電率は1.00をわずかに超えており、湿度が非常に高くならない限り一定です。 ガラス、プラスチック、フィルムの誘電率は空気よりも高くなっています。 プローブと導電性ターゲットの間を通過するそのような材料は、センサー出力を変更します。

静電容量センサーの動作と誘電率の詳細については、 静電容量センサーの動作と最適化

不導体の測定

非導電体は、電場を通過させて背後の静止導電性ターゲットに到達させることで測定できます。

ガラスやプラスチックなどの非導電性材料は、空気とは異なる誘電率を持っています。 誘電率は、非導電性材料がXNUMXつの導体間の静電容量にどのように影響するかを決定します。 プローブと静止した基準ターゲットの間に不導体が挿入されると、検知フィールドは材料を通過して接地されたターゲットに到達します(右図を参照)。 非導電性材料が存在すると、誘電体が変化するため、静電容量が変化します。

ガラス、フィルム、プラスチック、またはその他の非導体の厚さの測定は、静電容量センサーのプローブを導電性ターゲットの上に設定し、センサーを調整して校正範囲内に収めることで実現できます。 ギャップに異なる厚さの非導電性材料を配置すると、異なるセンサー出力が作成されます。 既知の厚さのいくつかの部分を使用すると、厚さの単位あたりのセンサー出力の変化量を決定できます。 これは「マスタリング」と呼ばれるプロセスです。

厚さだけでなく

センサーの出力を変更できるのは厚さだけではありません。 センサーの出力は、材料の密度または組成が変化した場合、または誘電率が材料全体で一貫していない場合に変化します。 基本的に、静電容量センサーシステムは、他のすべての変数が一貫している場合にのみ、次の変数のいずれかを測定できます。

  • 厚さ
  • 誘電率
  • 素材構成
  • 密度

これらの変数のXNUMXつに関心があり、他の変数を制御(または補正)できる場合、静電容量センサーが測定ソリューションを提供できます。

特定の非導電性アプリケーションは、QucikAppで概説されています 金属基板上の非導電性コーティング そして、私たちで使用されている原則です LRDモデルクリアラベルセンサー.