Faktor-faktor pengaruh dan ukuran kapasitansi
Faktor-faktor yang memberi kesan
Kerana pemalar dielektrik berubah dengan suhu, penderia kapasitif sangat sensitif terhadap perubahan persekitaran seperti suhu dan kelembapan, turun naik suhu semasa operasi pengesanan mempunyai impak paling ketara terhadap prestasi.
Selain itu, banyak faktor luaran boleh menjejaskan elemen penderia paras kapasitif disebabkan kesan tepi.
Badan manusia sendiri memperkenalkan banyak kapasitansi parasit yang boleh mengganggu pengukuran. Penderia aras kapasitif mempamerkan tingkah laku bukan linear disebabkan kesan tepi.
KSLV605 cara memperbaiki (penyelesaian)
Untuk mengelakkan faktor-faktor pengaruh tersebut, kami mereka bentuk KSLV605 penderia paras kapasitif.
Bagaimana untuk mengelakkan kesan suhu
Dalam aplikasi pengesanan paras cecair, pampasan suhu adalah lebih sukar kerana kita tidak boleh menganggap bahawa sensor cecair tidak diliputi oleh cecair; ia mungkin diliputi pada mana-mana paras untuk apa jua tempoh.
Oleh itu, kita mesti mengimbangi variasi suhu melalui penggunaan algoritma dan reka bentuk penderia yang dioptimumkan.
Pendekatan ini meminimumkan kesan pergeseran suhu, yang menjejaskan beberapa parameter dalam sistem pengesanan paras cecair. Pertama ialah kapasitansi yang hendak diukur.
Drift memberi kesan kepada parameter sistem lain, seperti kapasitor pengintegrasi dan arus yang digunakan oleh enjin pengesanan kapasitif.
Akibat variasi ini, kiraan mentah juga meningkat atau menurun kerana suhu (Rajah 2.1). Litar pengesanan kapasitif menukarkan kapasitansi yang diukur kepada kiraan digital, yang dikenali sebagai kiraan mentah.
Paksis X ialah suhu, paksis Y ialah kiraan mentah.
Terdapat dua cara yang mungkin untuk mengatasi masalah ini:
1: Telah diperbaiki pampasan suhu kapasitor
Kapisitor pampasan suhu ialah sensor yang mempunyai ciri-ciri serupa dengan sensor lain yang digunakan untuk mengesan paras cecair.
Walau bagaimanapun, ia tidak diletakkan dalam sentuhan langsung dengan cecair. Dengan kata lain, sensor ini mesti kekal tidak terjejas oleh paras cecair. Bilangan mentah kapasitor ini digunakan sebagai rujukan bagi sensor sebenar.
Oleh kerana sensor pampasan suhu dan sensor sebenar mempunyai ciri-ciri yang sama, kesan suhu ke atas kedua-dua sensor akan sama.
Dengan cara ini, kesan suhu terhadap sensor pengesan paras cecair boleh dibatalkan dengan menggunakan sensor pampasan suhu sebagai rujukan.
Perlu diambil perhatian bahawa pampasan suhu pada penderia pengesan paras cecair yang menggunakan penderia pembetul suhu perlu dilakukan sama ada ketika tangki kosong atau apabila terdapat cecair dalam tangki.
Sekiranya permitivitas dan suhu tidak diketahui, sensor rujukan boleh digunakan untuk menggantikan kapasitansi rujukan.
Rajah 2.2 menunjukkan contoh sebuah bekas dengan dua plat penderia dan satu penderia rujukan di bahagian bawah. Ini adalah untuk memastikan penderia rujukan mengukur cecair walaupun pada tahap pengisian yang rendah. Konfigurasi ini menghasilkan ukuran metrik nisbah. Ini bermakna nisbah antara penderia paras dan penderia rujukan akan sentiasa sama tanpa mengira sifat bahan atau suhu.
Dalam konfigurasi ini, kedua-dua parameter akan mempengaruhi kedua-dua penderia dan oleh itu mengimbangkan dirinya di antara mereka.
2: Algoritma perisian pada garis dasar
Algoritma perisian untuk mengesan sentuhan jari menggunakan pengesanan kapasitif merangkumi rujukan yang merupakan versi penapisan kiraan mentah. Rujukan ini menjejaki perubahan persekitaran yang perlahan dalam kiraan mentah, dan ia biasanya dipanggil garis dasar.
Garis asas digunakan untuk mengesan kehadiran jari dalam pengesanan sentuhan. Dalam pengesanan paras cecair, garis asas boleh digunakan untuk menjejaki perubahan dalam kiraan mentah. Penyimpangan suhu biasanya perlahan; oleh itu, kesannya terhadap kiraan mentah juga perlahan.
Dalam kes sedemikian, dengan nilai parameter kemas kini garis dasar yang sesuai, garis dasar boleh digunakan untuk mengimbangi variasi suhu dalam kiraan mentah.
Jika kesan suhu terhadap kiraan mentah sangat pantas, maka kapasitor pampasan suhu harus digunakan sebaliknya.
Kesan sekunder suhu ialah kondensasi. Cecair yang jauh lebih sejuk daripada suhu udara persekitaran boleh menyebabkan kondensasi terbentuk pada permukaan sensor. Kondensasi boleh menyebabkan kapasitansi yang lebih tinggi, yang seterusnya menyebabkan ralat yang meningkat.
Kondensasi semasa ujian pada suhu rendah boleh dikurangkan dengan menginsul permukaan sensor.
Satu pendekatan lain ialah menyediakan jurang udara penebat kecil antara bekas cecair dan substrat penderia. Jurang udara itu tidak seharusnya melebihi 3 mm untuk prestasi terbaik.
Bagaimana untuk mengelakkan kesan pinggir
Badan manusia itu sendiri boleh memperkenalkan banyak kapasitansi parasit dan oleh itu mengganggu pengukuran.
Kandungan air yang tinggi dalam badan manusia menyebabkan perbezaan potensi antara plat penderia dan oleh itu mempengaruhi pengukuran.
Kapasitansi parasit tambahan ini akan diukur dan akan menyebabkan distorsi pada hubungan aras pengisian, seperti yang dapat dilihat dalam simulasi pada Rajah 2.4.
Salah satu cara untuk mengurangkan pengaruh parasit luaran ialah dengan membina pelindung di sekeliling penderia aras, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 13.
Sebuah bekas konduktif tambahan yang tidak disambungkan ke bumi sensor berfungsi sebagai perisai terhadap kapasitansi parasit yang datang dari luar.
Adalah penting untuk memastikan sensor dan bekas dibumikan secara berasingan dan diasingkan antara satu sama lain supaya sistem pengukuran terasing daripada bumi persekitaran.
Bahagian 1 memfokuskan pada prinsip, senario aplikasi, dan kelebihan sensor;
