{"id":17142,"date":"2024-12-24T09:28:31","date_gmt":"2024-12-24T09:28:31","guid":{"rendered":"https:\/\/kcsensor.com\/?p=17142"},"modified":"2026-09-28T09:32:16","modified_gmt":"2026-09-28T09:32:16","slug":"what-is-a-capacitive-level-sensor-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.kcsensor.com\/it\/what-is-a-capacitive-level-sensor-2\/","title":{"rendered":"Che cos\u2019\u00e8 un sensore di livello capacitivo? Parte 2"},"content":{"rendered":"
\"Che<\/figure>\n\n\n\n

Fattori che influenzano la capacit\u00e0 e relative misure<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Fattori che influenzano<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Poich\u00e9 la costante dielettrica varia al variare della temperatura, sensori capacitivi<\/a><\/strong> sono molto sensibili ai cambiamenti ambientali quali la temperatura e l'umidit\u00e0; le variazioni di temperatura durante il funzionamento del sensore hanno l'impatto pi\u00f9 significativo sulle prestazioni.<\/p>\n\n\n\n

Inoltre, numerosi fattori esterni possono influire sugli elementi sensibili dei sensori di livello capacitivi a causa degli effetti di bordo.<\/p>\n\n\n\n

Il corpo umano stesso introduce una notevole capacit\u00e0 parassita, che pu\u00f2 interferire con la misurazione. I sensori di livello capacitivi mostrano comportamenti non lineari a causa degli effetti di bordo.<\/p>\n\n\n\n

KSLV605: come migliorarlo (soluzione)<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Per evitare tali fattori di influenza, abbiamo progettato KSLV605 <\/strong><\/a>sensore di livello capacitivo.<\/p>\n\n\n\n

Come evitare gli effetti della temperatura<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Nelle applicazioni di rilevamento del livello dei liquidi, la compensazione della temperatura risulta pi\u00f9 complessa poich\u00e9 non \u00e8 possibile dare per scontato che il sensore non sia immerso nel liquido; infatti, esso potrebbe trovarsi immerso a qualsiasi livello e per un periodo di tempo indefinito. <\/p>\n\n\n\n

Dobbiamo quindi compensare le variazioni di temperatura ricorrendo all'uso di algoritmi e a sensori progettati in modo ottimizzato.<\/p>\n\n\n\n

Questo approccio riduce al minimo l'impatto dovuto alla deriva termica, che influisce su una serie di parametri in un sistema di rilevamento del livello dei liquidi. Il primo \u00e8 la capacit\u00e0 da misurare. <\/p>\n\n\n\n

La deriva influisce su altri parametri del sistema, quali il condensatore di integrazione e la corrente assorbita dal circuito di rilevamento capacitivo.<\/p>\n\n\n\n

A causa di queste variazioni, anche il valore grezzo aumenta o diminuisce in funzione della temperatura (Fig. 2.1). Il circuito di rilevamento capacitivo converte la capacit\u00e0 misurata in un valore digitale, noto come valore grezzo.<\/p>\n\n\n\n

\"Variazione
Figura 2.1: Variazione del conteggio grezzo dovuta alla variazione di temperatura;
L'asse X rappresenta la temperatura, l'asse Y il conteggio grezzo<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Esistono due possibili soluzioni per risolvere il problema:<\/p>\n\n\n\n

1: Risolto compensazione della temperatura <\/a>condensatore<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Un condensatore di compensazione della temperatura \u00e8 un sensore che presenta caratteristiche simili a quelle degli altri sensori utilizzati per rilevare il livello del liquido. <\/p>\n\n\n\n

Tuttavia, non \u00e8 a contatto diretto con il liquido. In altre parole, questo sensore non deve subire alcuna influenza dal livello del liquido. Il valore grezzo rilevato da questo condensatore viene utilizzato come riferimento per i sensori effettivi.<\/p>\n\n\n\n

Poich\u00e9 il sensore di compensazione termica e il sensore vero e proprio presentano le stesse caratteristiche, l'effetto della temperatura su entrambi i sensori sar\u00e0 lo stesso. <\/p>\n\n\n\n

In questo modo, \u00e8 possibile annullare l'effetto della temperatura sui sensori di rilevamento del livello del liquido utilizzando il sensore di compensazione della temperatura come riferimento.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 importante sottolineare che la compensazione della temperatura sul sensore di rilevamento del livello del liquido, effettuata tramite il sensore di compensazione della temperatura, deve essere eseguita sia quando il serbatoio \u00e8 vuoto sia quando contiene del liquido.<\/p>\n\n\n\n

Nel caso in cui la permittivit\u00e0 e la temperatura siano sconosciute, \u00e8 possibile utilizzare un sensore di riferimento per sostituire la capacit\u00e0 di riferimento. <\/p>\n\n\n\n

La Figura 2.2 mostra un esempio di contenitore dotato di due piastre sensoriali e di un sensore di riferimento posizionato sul fondo. Ci\u00f2 serve a garantire che il sensore di riferimento rilevi il liquido anche in presenza di un livello di riempimento basso. Questa configurazione fornisce misurazioni basate sul rapporto. Ci\u00f2 significa che il rapporto tra il sensore di livello e il sensore di riferimento rimarr\u00e0 sempre lo stesso, indipendentemente dalle propriet\u00e0 del materiale o dalla temperatura.<\/p>\n\n\n\n

In questa configurazione, entrambi i parametri influiranno su entrambi i sensori e, di conseguenza, si bilanceranno tra loro.<\/p>\n\n\n\n

\"Configurazione
Figura 2.2: Configurazione del livello di riempimento raziometrico<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

2: Algoritmo software sulla linea di base<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Gli algoritmi software per il rilevamento del tocco delle dita tramite sensori capacitivi prevedono un valore di riferimento che \u00e8 una versione filtrata del conteggio grezzo. Questo valore di riferimento tiene traccia delle variazioni ambientali lente nel conteggio grezzo ed \u00e8 solitamente denominato \u201clinea di base\u201d.<\/p>\n\n\n\n

La linea di base viene utilizzata per rilevare la presenza di un dito nel caso del rilevamento tattile. Nel rilevamento del livello dei liquidi, la linea di base pu\u00f2 essere utilizzata per monitorare le variazioni del conteggio grezzo. La deriva termica \u00e8 spesso lenta; di conseguenza, anche il suo effetto sul conteggio grezzo \u00e8 lento.<\/p>\n\n\n\n

In tali casi, con valori adeguati dei parametri di aggiornamento della linea di base, quest\u2019ultima pu\u00f2 essere utilizzata per compensare le variazioni di temperatura nel conteggio grezzo. <\/p>\n\n\n\n

Se l'effetto della temperatura sul conteggio grezzo \u00e8 molto rapido, \u00e8 opportuno utilizzare invece un condensatore di compensazione della temperatura.<\/p>\n\n\n\n

Un effetto secondario della temperatura \u00e8 la condensa. Un liquido la cui temperatura \u00e8 notevolmente inferiore a quella dell'aria ambiente pu\u00f2 causare la formazione di condensa sulla superficie del sensore. La condensa pu\u00f2 determinare un aumento della capacit\u00e0, il che, a sua volta, comporta un aumento dell'errore.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 possibile ridurre la condensa che si forma durante le prove a bassa temperatura isolando la superficie del sensore. <\/p>\n\n\n\n

Un altro approccio consiste nel prevedere un piccolo spazio d'aria isolante tra il contenitore del liquido e il substrato del sensore. Per ottenere le migliori prestazioni, lo spazio d'aria non dovrebbe superare i 3 mm.<\/p>\n\n\n\n

Come evitare gli effetti ai bordi<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Il corpo umano stesso pu\u00f2 introdurre numerose capacit\u00e0 parassite e quindi alterare le misurazioni.<\/p>\n\n\n\n

\"Influenza
Figura 2.3: Influenza parassita<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

L'elevato contenuto d'acqua nel corpo umano provoca una differenza di potenziale tra le piastre del sensore e, di conseguenza, influisce sulla misurazione. <\/p>\n\n\n\n

Questa capacit\u00e0 parassita aggiuntiva verr\u00e0 misurata e comporter\u00e0 una distorsione nella relazione tra livello di riempimento e tensione, come si pu\u00f2 osservare nella simulazione riportata nella Figura 2.4.<\/p>\n\n\n\n

\"Distorsione
Figura 2.4: Distorsione causata dalla mano umana<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Un modo per ridurre le interferenze parassite esterne consiste nel realizzare una schermatura attorno al sensore di livello, come illustrato nella Figura 13. <\/p>\n\n\n\n

Un ulteriore contenitore conduttivo, non collegato alla massa del sensore, funge da schermatura contro le capacit\u00e0 parassite provenienti dall'esterno.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 importante mantenere la massa del sensore e il contenitore isolati l'uno dall'altro, in modo che il sistema di misura sia isolato dalla massa ambientale.<\/p>\n\n\n\n

\"Schermatura
Figura 2.5: Schermatura e influenza parassita<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\n\n\n\n

La prima parte \u00e8 dedicata ai principi di funzionamento, agli scenari di applicazione e ai vantaggi del sensore;<\/a><\/strong> <\/p>\n\n\n\n

Nella parte 3 si apprende come utilizzare i sensori capacitivi dal punto di vista dei metodi di installazione, della calibrazione, del cablaggio e della risoluzione dei problemi.<\/a><\/strong><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Poich\u00e9 la costante dielettrica varia al variare della temperatura, i sensori capacitivi sono molto sensibili alle variazioni ambientali quali la temperatura e l'umidit\u00e0; le fluttuazioni di temperatura durante il funzionamento del sensore hanno un impatto particolarmente significativo sulle prestazioni.<\/p>","protected":false},"author":6,"featured_media":17165,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","ast-disable-related-posts":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[276],"tags":[224],"class_list":["post-17142","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-capacitive-level-sensor","tag-capacitive-level-sensor"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/17142","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=17142"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/17142\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/17165"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=17142"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=17142"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=17142"}],"curies":[{"name":"#","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}