کاربردهای سنسورهای خازنی

کاربردهای سنسورهای خازنی:
در این بخش، چند مورد از کاربردهای سنسور خازنی رطوبت را معرفی می کنیم.

سنسور خازنی رطوبت:
سنسور رطوبت (یا رطوبت سنج)، دمای رطوبت و هوا را اندازه گیری و ثبت می کند. نسبت رطوبت موجود در هوا در یک دمای خاص به بیشترین میزان رطوبت، رطوبت نسبی گفته می شود و یک متغیر مهم است.

با قرار دادن نوار نازک اکسید فلزی بین دو الکترود، یک سنسور خازنی میزان رطوبت نسبی را اندازه گیری می کند.

این سنسور خازنی خطی است و قادر به اندازه گیری رطوبت نسبی از 0 تا 100 درصد هستند.

از آنجا که رطوبت موجود در جو باعث تغییر میزان نفوذپذیری آن می شود، یک سنسور رطوبت نسبی خازنی ساده از یک خازن پر از هوا ساخته می شود.

با این حال، هوا به عنوان یک دی الکتریک برای کاربردهای عملی قابل استفاده نیست. بنابراین، فضای بین صفحات خازن به طور کلی با یک ماده دی الکتریک (ایزوله کننده) مناسب پر می شود که ثابت دی الکتریک آن هنگام تغییر رطوبت متفاوت است.

استفاده از یک فیلم پلیمری Hygroscopic به عنوان دی الکتریک و رسوب دو لایه الکترود از هر طرف رویکرد متداولی در ساخت یک سنسور خازنی رطوبت است.

سنسور خازنی جابه جایی:
سنسورهای خازنی جابه جایی به عنوان یک سیستم مرجع برای سایر سنسورهای فاصله و به منظور اندازه گیری فاصله در دمای پایین استفاده می شوند.

سایر کاربردهای معمولی آن ها عبارتند از:

تست تلرانس تولید انبوه، اندازه گیری ارتعاش، اندازه گیری کرنش، اندازه گیری ضخامت و کنترل ضخامت فویل های فلزی نازک، اندازه گیری ضخامت فویل های پلاستیکی در حین ساخت، خم شدن ویفرها در ساخت نیمه هادی ها و موارد دیگر.

سنجش دیسک ترمز:
دیسک های ترمز خودرو در معرض بارهای بسیار سنگین کوتاه مدت قرار دارند. سایش مکانیکی و رشد گرمای شدید روی دیسک ترمز تأثیر بسزایی در ریزساختار دیسک ترمز دارد.

مواد مورد استفاده باید بتوانند در برابر این تغییرات تا زمانی که ممکن است مقاومت کنند، بدون اینکه ریزساختار آن تغییر کند.

هنگام زیر بار رفتن، ترک های ریز منجر به خرابی می شود و خودرو را به خطر می اندازد. از سنسور خازنی برای اندازه گیری تغییر شکل دیسک ترمز استفاده می شود. سنسورهای بسیار کمی به دلیل افزایش زیاد دما برای اندازه گیری مناسب هستند.

ترنسدیوسر خازنی تغییرات در محدوده های نانومتر را تشخیص داده و سایش ترمز را ارزیابی می کند.

اندازه گیری دینامیکی در توربین ها یا موتورها:
نیروهای گریز از مرکز اعمال شده روی پره های توربین منجر به گسترش و بزرگ تر شدن پره ها می شود.

ضروری است که هیچ گونه عدم تعادل در طراحی و ساخت پره های توربین که موجب عدم تعادل سیستم می شود، ایجاد نشود. ترنسدیوسرهای خازنی تغییرات دامنه مانومتر را تشخیص می دهند.

اندازه گیری ضخامت:
یک کاربرد رایج برای آشکارسازهای خازنی اندازه گیری ضخامت مواد به روشی غیرتماسی است. یک سیستم دیفرانسیل دو کاناله از مواردی است که در آن از یک سنسور مجزا برای هر سمت قطعه استفاده می شود.

از فناوری سنسور خازنی برای اندازه گیری ضخامت در این کاربردها استفاده می شود: ضخامت ویفر سیلیکون، ضخامت روتور ترمز و ضخامت دیسک.

مزایا و معایب سنسورهای خازنی:
برخی از مزایا و معایب سنسور خازنی در ادامه شرح بیان شده است.

مزایای سنسور خازنی:

• برای عملکرد، به نیروی خارجی احتیاج دارد و بنابراین برای دستگاه های ریز بسیار مفید است.
• ترنسدیوسر خازنی بسیار ظریف است.
• ترنسدیوسر از مقاومت بالایی در ورودی برخوردار است و بنابراین اثر بارگیری کمی دارد.
• سنسور خازنی به توان خروجی بسیار کمی نیاز دارد.

معایب سنسور خازنی:

• اجزای فلزی سنسورجداسازی شده اند.
• قاب کندانسور برای کاهش تأثیر میدان مغناطیسی سرگردان نیاز به زمین شدن دارد.
• ترنسدیوسر گاهی به دلیل اثر لبه تنظیم شده با استفاده از حلقه محافظ، رفتارهای غیرخطی را به نمایش می گذارد.