تفاوت سنسور خازنی و القایی

تفاوت سنسور خازنی و القایی

یکی از وسایل ضروری مورد استفاده در سیستم های الکترونیکی سنسور است. انواع بسیار گوناگونی از سنسورها در صنعت و مصارف دیگر مورد استفاده قرار می گیرند.

به عنوان مثال، سنسورهای الکترونیکی دما، رطوبت، ارتعاش، فشار، فلو، القایی، خازنی، نوری و … جزو سنسورهای پرمصرف در صنعت هستند.

یکی از کاربردی ترین کاربرد سنسورها در صنعت، سنجش موقعیت یک جسم می باشد که ممکن است خطی، چرخشی، تماسی و غیر تماسی باشند.

دو سنسور بسیار رایج غیر تماسی در صنعت، حسگرهای خازنی و القایی هستند. این اجزاء اغلب سوئیچ نامیده می شوند زیرا معمولاً برای تشخیص درست یا نادرست بودن یک شرط یا حالت استفاده می شوند.

برای مثال، اگر شرایط پیش‌فرض هدف درست باشد و حالت خروجی سنسور به صورت نرمال بسته باشد (NC)، تغییر حالت از درست به نادرست باعث باز شدن سنسور می‌شود.

این امر اغلب با یک نشانه بصری مانند روشن شدن LED همراه است. در زیر به طور اجمالی به تشریح تفاوت سنسور خازنی و القایی پرداخته و در آخر نتیجه گیری خواهیم نمود.

 

شکل بالا نمونه ای از کاربردهای سنسور خازنی را به عنوان تشخیص مایع درون مخزن نشان می دهد، مزایای استفاده از این نوع سنسور به طور خلاصه عبارتند از:

کم هزینه بودن

جربان مصرفی اندک

قابلیت تشخیص انواع مختلف مواد و اجسام (مانند پلاستیک، فلز، پوست، مایع)

بدون تماس بودن

حسگرهای خازنی اغلب در محیط‌های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا می‌توان از آنها برای شناسایی و تشخیص انواع مختلف مواد از جمله فلزی و غیرفلزی استفاده کرد.

بررسی تفاوت سنسور خازنی و القایی

کاربردهای سنسورهای خازنی

قابلیت تشخیص اجسام بدون تماس فیزیکی

تشخیص سطح مایعات و جامدات

قابلیت تشخیص نوع و جنس مایعات

شکل زیر یک مثال از انواع  سنسور خازنی (سنسور خازنی فلزی استوانه ای) را نشان می دهد:

بخش های تشکیل دهنده سنسور خازنی

کابل

کابل سنسور هم برای برق و هم برای سیگنال دهی استفاده می شود. اغلب کابل به منبع تغذیه با سطوح ولتاژ در محدوده 10 ولت تا 30 ولت متصل می شود.

کابل همچنین شامل یک سیم است که سیگنال خروجی از طریق آنها ارسال می شود. به عنوان مثال، اگر سنسور نزدیکی یک جسم را تشخیص دهد، خروجی تنها زمانی وجود خواهد داشت که جسم در محدوده باشد.

نشانگر

این نشانگر به عنوان نشان دهنده تشخیص یا عدم تشخیص یک جسم خارجی توسط سنسور در محدوده معین سنسور هست.

به طوری که در هنگام ورود یک جسم به محدوده قابل تشخیص توسط سنسور این نشانگر که معمولا به صورت یک LED هست روشن و در هنگام عدم وجود جسم در این محدوده خاموش می شود. لازم به ذکر است که در انواع نرمال بسته سنسورها، هنگام ورود جسم به محدوده قابل تشخیص سنسور، عکس این عمل اتفاق می افتاد.

بدنه

بدنه به عنوان پوسته سنسور، مکانی است که تمامی اجزاء سنسور داخل آن قرار می گیرند. بسته به نوع و فاصله نامی سنسور، قطر و طول بدنه متفاوت می باشد.

هد سنسور
هد مکانی از سنسور است که حس یا تشخیص رخ می دهد. هنگامی که هیچ جسمی وجود ندارد، دی الکتریک بین صفحات برابر است با هوا که تقریباً 1.00059 در سطح دریا می باشد. این مقدار زمانی تغییر می کند که یک جسم  وارد محدوده تشخیص حسگر شود که باعث تغییر این دی الکتریک و ایجاد سیگنال تشخیص در خروجی سنسور می شود.

 سنسور القایی

سنسورهای القایی، که نمونه ای از آنها در شکل بالا نشان داده شده است، برای تشخیص اجسام فلزی استفاده می شود. این سنسور در بسیاری مواقع از نظر ظاهری بسیار شبیه به سنسور خازنی می باشد.

مزایای استفاده از سنسورهای القایی به طور خلاصه در زیر اشاره شده است:

بادوام بودن و عمر طولانی
قابلیت استفاده در محیط های خشن
فرکانس سئیچینگ بالا
در انواع AC، DC، AC/DC به صورت دو الی چهارسیمه
بدون تماس

همانطور که در بالا نشان داده شد، سنسورهای القایی به اندازه کافی بادوام هستند تا در محیط های سخت استفاده شوند. آنها همچنین قابلیت نصب به صورت شیلد یا آنشیلد  زا دارا می باشند.

تفاوت کمی در ساختار کلی حسگرهای خازنی در مقابل القایی وجود دارد، زیرا هر دو دارای اتصال کابل، بدنه، چهره و نشانگر هستند، با این حال، عملکرد سنسورهای القایی و خازنی در عمل تفاوت های زیادی با هم دارد.

عملکرد سنسور القایی

تشخیص میدان مغناطیسی
حسگرهای القایی یک میدان مغناطیسی تولید می کنند که با ورود یک جسم مغناطیسی تغییر می کند.
جریان، میدان مغناطیسی سنسور را از طریق یک سیم پیچ در بدنه آن ایجاد می کند. تغییر در میدان مغناطیسی به دلیل یک جسم در محدوده دستگاه، جریان را تغییر می دهد و در نتیجه یک سیگنال خروجی و یک نشانه ایجاد می شود.

این عملکرد در سنسورهای خازنی برپایه ایجاد یک میدان الکتریکی و سنجش تغییرات ولتاژ برای ایجاد خروجی مربوط می باشد.

حسگرهای القایی، همانطور که در بالا نشان داده شد، دارای مزایایی هستند که آنها را به انتخاب خوبی برای بسیاری از کاربردهای سنجش یا تشخیص، به ویژه در محیط های سخت تبدیل می کند.

با این حال، حسگرهای خازنی همه‌کاره هستند و ممکن است برای تشخیص انواع مختلف اجسام یا حتی سیالات استفاده شوند.

هنگام تصمیم گیری برای استفاده از کدام یک، مقایسه این دستگاه ها برای ویژگی های مشابه، مانند جدول زیر در تشخیص تفاوت سنسور خازنی و القایی و انتخاب گزینه مناسب، می تواند بسیار مفید باشد:

همانطور که در جدول بالا نشان داده شده است،تشخیص تفاوت سنسور خازنی و القایی کار آسانی نیست. با این حال، ویژگی های خاصی وجود دارد که هر کدام برای آنها انتخاب بهتری است.

به عنوان مثال، حسگرهای خازنی می توانند برای تشخیص اجسام فلزی و غیر فلزی و حتی سطوح جریان سیال استفاده شوند. در مقابل، عملکرد سنسور القایی محدود به اجسام فلزی  است.

سنسورهای القایی را می توان در محیط های سخت استفاده کرد، نرخ سوئیچینگ سریع و طول عمر عملیاتی بیشتری نسبت به نمونه مشابه خازنی خود دارند.

هر دو سنسور می توانند با ولتاژ تغذیه AC یا DC کار کنند و فعال یا غیرفعال باشند، بنابراین انتخاب نهایی در مورد استفاده از هر کدام از این سنسورها بسته به نیاز کاربر، شرایط محیطی، هزینه های مربوط و نوع اجسام مورد تشخیص می باشد که با توجه به مطالب شرح داده شده می توان تفاوت سنسور خازنی و القایی را در کاربرد مورد نظر تشخیص داده و حسگر متناسب با نیاز خود را انتخاب نمود.

توضیحات تکمیلی در مورد سنسورهای خازنی و القایی و تفاوت سنسور خازنی و القایی در بخش دانلودها، قسمت سنسورهای القایی و خازنی موجود می باشد.

مهم ترین تفاوت سنسور خازنی با سنسور القایی

تفاوت کمی در ساختار کلی حسگرهای خازنی در مقابل القایی وجود دارد، زیرا هر دو دارای اتصال کابل، بدنه، چهره و نشانگر هستند، با این حال، عملکرد سنسورهای القایی و خازنی در عمل تفاوت های زیادی با هم دارد.