容量性レベルセンサーは、容量の変化を検出することにより、容器内の液体や固体のレベルを測定するために使用されています。これらのセンサの電圧出力を計算することは、正確な読み取りとシステム統合のために不可欠です。このガイドは、センサーパラメータと回路構成に基づいて電圧出力を決定するために、明確でステップバイステップのプロセスを提供します。

センサーと回路の理解

容量性レベルのセンサーの電圧出力は、レベルが変化し、この変化を測定するために使用される回路がセンサーの静電容量変化に依存します。 通常、センサーは、RC(抵抗コンデンサ)回路の一部を形成するか、または電圧信号に静電容量変化を変換する発振器回路に接続されています。

静電容量変化の計算

センサーの容量は材料のレベルと変わります。容量のための基本的な方式は次のとおりです。

C = (ε0 * ε r * A) / d

どこ:

  • ε0] = 真空の許認可
  • ε r] = 素材の相対的な許可
  • A]=センサープレートの領域
  • d[]=プレート間の距離

レベルが変化するにつれて、プレートの有効誘電体が変化し、ε r を変更し、従ってキャパシタンスを変更します。

容量を電圧に変換する

典型的なRC回路では、コンデンサーを渡る電圧は充満equationを使用して計算することができます:

[V(t) = V supply *(1 - e ^(-t / (R * C)))] []

どこ:

  • []V(t)] = 電圧時t
  • []V supply] = 供給電圧
  • []R]=回路の抵抗
  • C] = 初期値の計算
  • t=充電が始まりから時間

特定の時間または安定した状態の電圧を測定することによって、センサーのレベルは電圧出力から差し込みます。

実用事例

供給電圧は5V、抵抗Rは10kΩであり、容量は10pFから20pFまでレベル変化します。充電式を使用して、安定した状態(t → ∞)の電圧はV supplyとほぼ同等です。動的測定のために、特定の時間の電圧はレベルを決定するために計算することができます。