NPN talpinis artumo jutiklis

Vienas iš įprastų talpinių jutiklių pritaikymo būdų yra tikslus padėties nustatymas. Talpiniai poslinkio jutikliai gali būti naudojami objektų padėčiai matuoti nanometrų lygyje. Šis tikslus padėties nustatymas naudojamas puslaidininkių pramonėje, kur silicio lustai turi būti išdėstyti, kad būtų rodomi. Talpiniai jutikliai taip pat naudojami elektroninio mikroskopo išankstiniam-fokusavimui tiriant ir tikrinant lustą.

2. Diskinių įrenginių pramonė

Diskinių įrenginių pramonėje talpiniai poslinkio jutikliai yra naudojami diskinių įrenginių veleno išsikrovimui matuoti (matuojant sukimosi ašies nukrypimo nuo idealios fiksuotos linijos laipsnį). Tiksliai išmatuodami veleno išsikrovimą, diskų įrenginių gamintojai gali nustatyti maksimalią įrenginio duomenų įrašymo talpą. PNP NPN talpiniai artumo jutikliai taip pat naudojami siekiant užtikrinti, kad disko įrenginio diskas būtų statmenas velenui prieš įrašant duomenis į disko įrenginio diską.

3. Tikslus storio matavimas

Talpiniai poslinkio jutikliai gali būti naudojami labai tiksliai matuoti storį. Talpiniai poslinkio jutikliai veikia matuodami padėties pokyčius. Jei pirmiausia išmatuojama žinomo storio etaloninio objekto padėtis, o po to matuojami kiti objektai, padėties skirtumą galima naudoti šių objektų storiui nustatyti.

Kad vienas matavimas būtų efektyvus, pirmiau -minėtas objektas turi būti visiškai plokščias ir matuojamas ant visiškai lygaus paviršiaus. Jei matuojamas objektas yra įlinkęs ar deformuotas arba jis nėra tvirtai remiasi į lygų paviršių, atstumas tarp išmatuoto objekto ir paviršiaus, ant kurio jis yra, bus įtrauktas kaip storio matavimo klaida. Šią klaidą galima pašalinti išmatuojant vieną objektą naudojant du talpinius jutiklius. PNP NPN talpiniai artumo jutikliai yra iš abiejų matuojamos dalies pusių. Matuojant iš abiejų pusių ir įvertinus lenkimą bei deformaciją matavimo metu, galima pašalinti jų įtaką storio rodmenims.

4. Staklių matavimas

Talpiniai poslinkio jutikliai dažnai naudojami metrologijos srityse. Daugeliu atvejų jutikliai naudojami „gamybos dalių formos paklaidoms išmatuoti“. Tuo pačiu metu galima išmatuoti ir dalims gaminti naudojamos įrangos paklaidas – tai praktika, žinoma kaip staklių metrologija. Daugeliu atvejų jutikliai naudojami analizuojant ir optimizuojant įvairių staklių suklio sukimąsi, pvz., paviršiaus šlifuoklius, tekinimo stakles, frezavimo stakles ir oro guolių verpstes. Išmatavus pačios staklės paklaidą, o ne tiesiog matuojant galutinio gaminio paklaidą, kai kurias problemas galima išspręsti ankstyvosiose gamybos proceso stadijose.

5. Surinkimo linijos bandymas

Talpiniai poslinkio jutikliai dažnai naudojami surinkimo linijos bandymams. Kartais šis jutiklis naudojamas patikrinti surinktų dalių vienodumą, storį ar kitas dizaino ypatybes. Kartais jis naudojamas tik tam tikro komponento, pvz., klijų, buvimui nustatyti. PNP NPN talpinio artumo jutiklio naudojimas surinkimo linijos dalims patikrinti padeda išvengti kokybės problemų gamybos proceso metu.

Kurie techniniai PNP NPN talpinio artumo jutiklio parametrai turi įtakos aptikimo atstumui?

I. Pagrindiniai jutiklio parametrai
1. Vardinis jutimo atstumas (Sn)
Tai nominalus maksimalus jutiklio jutimo atstumas standartinėmis sąlygomis (pvz., apčiuopiamas objektas yra iš konkrečios medžiagos, aplinkos temperatūra yra 25 laipsniai ir nėra trukdžių). Tai pagrindinis parametras, turintis įtakos faktiniam jutimo atstumui.
Pavyzdžiui, jutiklis, kurio vardinis jutimo atstumas yra 10 mm, paprastai neviršys šios vertės (nebent tiksliai{1}}suderinama naudojant reguliavimo rankenėlę, tačiau šis diapazonas yra ribotas).

2. Paviršiaus dydžio ir formos jutimas
Cilindrinio jutiklio jutimo paviršiaus skersmuo tiesiogiai veikia jo gebėjimą aptikti mažus objektus: didesnis skersmuo reiškia, kad mažų objektų (pvz., 5 mm skersmens plastikinės kolonėlės) jutimo atstumas yra artimesnis vardinei vertei; mažesnis skersmuo reiškia, kad faktinis mažų objektų jutimo atstumas žymiai sumažėja (galbūt tik 50 % vardinės vertės).

Jutiklio paviršiaus lygumas (pvz., ar yra išsikišimų ar dangų) taip pat turi įtakos talpos lauko pasiskirstymui, netiesiogiai pakeičiant jutimo atstumą.

3. Jautrumo reguliavimas
Kai kurie jutikliai turi jautrumo rankenėlę (arba gali būti reguliuojama per grandinę), kuri tiesiogiai keičia aptikimo atstumą:
Padidinus jautrumą, aptikimo atstumas padidėja (tačiau gali padidėti klaidingo suveikimo rizika, pvz., dėl aplinkos drėgmės ar dulkių);
Sumažėjus jautrumui, sutrumpėja aptikimo atstumas (tinka trukdžiams sumažinti, bet gali nepastebėti kiek toliau esančių objektų).

II. Parametrai, susiję su aptikimo objektu
1. Tikslinio objekto dielektrinė konstanta (ε).
PNP NPN talpinis artumo jutiklisveikia aptikdami objekto ir jutiklio talpos pokytį, o talpos vertė teigiamai koreliuoja su objekto dielektrine konstanta.
Kuo didesnė dielektrinė konstanta (pvz., ε≈80 skysčiams ir vandeniui), tuo aptikimo atstumas artimesnis vardinei vertei. Kuo mažesnė dielektrinė konstanta (pvz., ε≈1 orui ir ε≈2-5 plastikui), tuo žymiai trumpesnis faktinis aptikimo atstumas (galbūt tik 30–70 % vardinės vertės).
Nors metaliniai objektai turi didelę dielektrinę konstantą, jų laidumas turi įtakos elektrinio lauko pasiskirstymui. Todėl kai kurių metalų jutiklių aptikimo atstumas gali būti šiek tiek mažesnis nei nemetalų (išsamesnės informacijos ieškokite vadove).

2. Tikslinio objekto dydis ir paviršiaus plotas
Kai objekto paviršiaus plotas yra didesnis arba lygus jutiklio aptikimo paviršiaus plotui, aptikimo atstumas yra artimas vardinei vertei. Mažesniems paviršiaus plotams (pvz., ploniems laidams ar mažoms dalelėms) aptikimo atstumas mažėja, kai plotas mažėja (sumažėjus plotui, atstumas gali sumažėti 30–50 %).
Objekto storis taip pat turi įtakos: labai ploni objektai (pvz., plonos plėvelės) gali sumažinti aptikimo atstumą dėl subtilių talpos pokyčių.

III. Aplinkos prisitaikymo parametrai
1. Temperatūros diapazonas
ThePNP NPN talpinis artumo jutiklisinstrukcijoje bus nurodyta darbinė temperatūra (pvz., nuo -25 laipsnių iki 70 laipsnių). Temperatūros pokyčiai gali turėti įtakos vidinių kondensatoriaus elementų (pavyzdžiui, keraminių ir plėvelinių kondensatorių) parametrų stabilumui:
Aukšta temperatūra gali sukelti talpos poslinkį ir sumažinti aptikimo atstumą;
Žema temperatūra gali sulėtinti grandinės atsaką, šiek tiek padidindama aptikimo atstumą, bet sumažindama stabilumą.
Kai kurie didelio{0}}tikslumo jutikliai rodys „temperatūros poveikio koeficientą“ (pvz., ±0,1 % Sn/laipsniui), kad kiekybiškai įvertintų temperatūros poveikį atstumui.

2. Apsaugos įvertinimas (IP įvertinimas)
Apsaugos laipsnis (pvz., IP67, IP68) turi įtakos jutiklio stabilumui drėgnoje ir dulkėtoje aplinkoje:
Žemo-IP-vertinimo jutikliai yra jautrūs kondensacijai ant jutiklio paviršiaus esant didelei drėgmei, o tai prilygsta objekto su didele dielektrine konstanta pridėjimui, o tai gali sukelti neįprastą aptikimo atstumo padidėjimą (klaidingas paleidimas).
Dulkių sukibimas keičia jutimo paviršiaus talpą, todėl atstumas nukrypsta (dažniausiai sutrumpėja).

3. Atsparumas trukdžiams
Jutiklio gebėjimas slopinti elektromagnetinius trikdžius (EMI) ir radijo dažnio trukdžius (RFI) (pvz., atsparumo trukdžiams įvertinimą, reikalingą CE sertifikatui gauti) gali turėti įtakos aptikimo stabilumui:
Jei atsparumas trukdžiams yra silpnas, elektrinis laukas gali sutrikti dirbant šalia variklių ar keitiklių, todėl aptikimo atstumas gali svyruoti (nestabilumas).

IV. Grandinės išvesties ir maitinimo šaltinio parametrai
1. Maitinimo įtampos diapazonas
Daugumai jutiklių reikalingas nuolatinės srovės maitinimas (pvz., 12–24 V DC). Įtampos svyravimai gali turėti įtakos vidinės generatoriaus grandinės stabilumui:
Nepakankama įtampa: svyravimo signalas susilpnėja, todėl sutrumpėja aptikimo atstumas.
Viršįtampa: dėl to grandinė gali perkrauti, o tai gali sukelti neįprastą aptikimo atstumą arba jutiklio pažeidimą.

2. Atsakymo laikas
Nors atsako laikas (pvz., Mažiau nei 1 ms arba lygus jai) tiesiogiai nenustato aptikimo atstumo, jis gali turėti įtakos greitai judančių objektų aptikimui.
Jei objektas juda greičiau nei atsako laikas, jis gali pereiti aptikimo diapazoną prieš suveikiant jutikliui, todėl „faktinis efektyvus atstumas“ gali būti neteisingai aptiktas kaip trumpesnis.