ปัจจัยที่มีอิทธิพลและตัววัดความจุ
ปัจจัยที่มีอิทธิพล
เนื่องจากค่าคงที่ไดอิเล็กทริกเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ, เซ็นเซอร์แบบความจุ มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิและความชื้นเป็นอย่างมาก โดยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิระหว่างการตรวจวัดมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพมากที่สุด.
นอกจากนี้ ปัจจัยภายนอกหลายอย่างอาจส่งผลต่อองค์ประกอบของเซ็นเซอร์ระดับแบบความจุ เนื่องจากปรากฏการณ์ขอบ.
ร่างกายมนุษย์เองก็ก่อให้เกิดความจุแบบปรสิตจำนวนมาก ซึ่งอาจก่อให้เกิดการรบกวนการวัดได้ เซ็นเซอร์ระดับแบบความจุแสดงพฤติกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้น เนื่องจากผลกระทบจากขอบ.
KSLV605 วิธีปรับปรุง (วิธีแก้ปัญหา)
เพื่อหลีกเลี่ยงปัจจัยที่มีอิทธิพลดังกล่าว เราได้ออกแบบ KSLV605 เซ็นเซอร์ระดับแบบความจุ.
วิธีหลีกเลี่ยงผลกระทบจากอุณหภูมิ
ในแอปพลิเคชันการตรวจวัดระดับของเหลว การชดเชยอุณหภูมิจะมีความยากลำบากมากขึ้น เนื่องจากเราไม่สามารถสมมติได้ว่าเซ็นเซอร์ของเหลวไม่ถูกของเหลวปกคลุมได้ เพราะเซ็นเซอร์อาจถูกของเหลวปกคลุมได้ถึงระดับใดก็ตาม และในระยะเวลาใดก็ตาม.
ดังนั้น เราจึงต้องชดเชยความผันผวนของอุณหภูมิโดยใช้อัลกอริทึมและการออกแบบเซ็นเซอร์ที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสม.
วิธีการนี้ช่วยลดผลกระทบจากความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งส่งผลต่อพารามิเตอร์หลายอย่างในระบบตรวจวัดระดับของเหลว โดยพารามิเตอร์แรกคือค่าความจุที่ต้องการวัด.
การเบี่ยงเบนมีผลกระทบต่อพารามิเตอร์อื่น ๆ ของระบบ เช่น ตัวเก็บประจุแบบบูรณาการ และกระแสไฟฟ้าที่เครื่องตรวจจับแบบความจุใช้.
เนื่องจากความแปรผันเหล่านี้ ค่าการนับดิบจึงเพิ่มขึ้นหรือลดลงตามอุณหภูมิ (รูป 2.1) วงจรตรวจวัดความจุจะแปลงค่าความจุที่วัดได้ให้เป็นค่าการนับแบบดิจิทัล ซึ่งเรียกว่าค่าการนับดิบ.
แกน X คืออุณหภูมิ แกน Y คือจำนวนดิบ
มีสองวิธีที่สามารถแก้ไขปัญหานี้ได้:
1: แก้ไขแล้ว การชดเชยอุณหภูมิ ตัวเก็บประจุ
ตัวเก็บประจุชดเชยอุณหภูมิเป็นเซ็นเซอร์ที่มีคุณสมบัติคล้ายกับเซ็นเซอร์อื่น ๆ ที่ใช้เพื่อตรวจวัดระดับของเหลว.
อย่างไรก็ตาม มันไม่ถูกวางให้สัมผัสกับของเหลวโดยตรง กล่าวอีกนัยหนึ่ง เซ็นเซอร์นี้ต้องไม่ได้รับผลกระทบจากระดับของเหลว ค่าการนับดิบของตัวเก็บประจุนี้ถูกใช้เป็นค่าอ้างอิงสำหรับเซ็นเซอร์จริง.
เนื่องจากเซ็นเซอร์ชดเชยอุณหภูมิและเซ็นเซอร์จริงมีคุณสมบัติที่เหมือนกัน ดังนั้นผลกระทบของอุณหภูมิต่อทั้งสองเซ็นเซอร์จึงจะเท่ากัน.
ด้วยวิธีนี้ ผลกระทบของอุณหภูมิต่อเซ็นเซอร์ตรวจวัดระดับของเหลวสามารถถูกชดเชยได้ โดยใช้เซ็นเซอร์ชดเชยอุณหภูมิเป็นค่าอ้างอิง.
ควรทราบว่า การชดเชยอุณหภูมิของเซ็นเซอร์ตรวจวัดระดับของเหลวที่ใช้เซ็นเซอร์ชดเชยอุณหภูมิ ต้องดำเนินการทั้งเมื่อถังว่างและเมื่อมีของเหลวในถัง.
หากค่าความจุไฟฟ้าและอุณหภูมิไม่ทราบ สามารถใช้เซ็นเซอร์อ้างอิงมาแทนค่าความจุอ้างอิงได้.
รูป 2.2 แสดงตัวอย่างของถังที่มีแผ่นเซ็นเซอร์สองแผ่นและเซ็นเซอร์อ้างอิงอยู่ที่ก้นถัง ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์อ้างอิงสามารถวัดระดับของเหลวได้แม้เมื่อระดับการเติมอยู่ในระดับต่ำ การจัดวางแบบนี้จะให้ผลการวัดแบบอัตราส่วน ซึ่งหมายความว่าอัตราส่วนระหว่างเซ็นเซอร์วัดระดับและเซ็นเซอร์อ้างอิงจะคงที่เสมอ ไม่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุหรืออุณหภูมิ.
ในการตั้งค่านี้ ทั้งสองพารามิเตอร์จะส่งผลต่อเซ็นเซอร์ทั้งสอง และด้วยเหตุนี้ ระบบจะปรับสมดุลระหว่างเซ็นเซอร์ทั้งสองโดยอัตโนมัติ.
2: อัลกอริทึมซอฟต์แวร์บนพื้นฐาน
อัลกอริทึมซอฟต์แวร์สำหรับการตรวจจับการสัมผัสด้วยนิ้วผ่านระบบเซ็นเซอร์แบบความจุ ประกอบด้วยค่าอ้างอิง ซึ่งเป็นเวอร์ชันที่ผ่านการกรองของค่าการนับดิบ ค่าอ้างอิงนี้ติดตามการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมที่เกิดขึ้นอย่างช้าๆ ในค่าการนับดิบ และมักถูกเรียกว่า "เบสไลน์" (baseline).
เส้นฐานถูกใช้เพื่อตรวจจับการมีอยู่ของนิ้วมือในการตรวจจับการสัมผัส สำหรับการตรวจวัดระดับของเหลว เส้นฐานสามารถใช้เพื่อติดตามความเปลี่ยนแปลงในค่าการนับดิบได้ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิมักเกิดขึ้นอย่างช้าๆ ดังนั้นผลกระทบของมันต่อค่าการนับดิบจึงเกิดขึ้นอย่างช้าๆ เช่นกัน.
ในกรณีเช่นนี้ หากตั้งค่าพารามิเตอร์การอัปเดตค่าพื้นฐานให้เหมาะสม ค่าพื้นฐานดังกล่าวสามารถใช้เพื่อชดเชยความผันผวนของอุณหภูมิในค่าการนับดิบได้.
หากผลกระทบของอุณหภูมิต่อค่าการนับดิบเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมาก ก็ควรใช้ตัวเก็บประจุชดเชยอุณหภูมิแทน.
ผลข้างเคียงของอุณหภูมิคือปรากฏการณ์การควบแน่น ของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิอากาศรอบข้างอย่างชัดเจน อาจทำให้เกิดการควบแน่นบนพื้นผิวของเซ็นเซอร์ การควบแน่นอาจทำให้ค่าความจุไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้เกิดความผิดพลาดที่มากขึ้น.
สามารถลดการเกิดน้ำค้างระหว่างการทดสอบในอุณหภูมิต่ำได้โดยการหุ้มฉนวนพื้นผิวของเซ็นเซอร์.
วิธีอีกอย่างคือการสร้างช่องว่างอากาศขนาดเล็กเพื่อเป็นฉนวนระหว่างภาชนะบรรจุของเหลวกับฐานของเซ็นเซอร์ ช่องว่างอากาศนี้ไม่ควรมีขนาดเกิน 3 มม. เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด.
วิธีหลีกเลี่ยงผลกระทบจากขอบ
ร่างกายมนุษย์เองสามารถก่อให้เกิดความจุแบบปรสิตจำนวนมาก ซึ่งอาจทำให้ผลการวัดเกิดความผิดปกติได้.
ปริมาณน้ำที่สูงในร่างกายมนุษย์ก่อให้เกิดความต่างศักย์ระหว่างแผ่นเซ็นเซอร์ ซึ่งส่งผลต่อการวัดค่า.
ค่าความจุปรสิตเพิ่มเติมนี้จะถูกวัด และจะก่อให้เกิดความคลาดเคลื่อนในความสัมพันธ์ระหว่างระดับการเติม ดังที่เห็นได้จากการจำลองในรูป 2.4.
วิธีหนึ่งในการลดอิทธิพลรบกวนจากภายนอกคือการสร้างชั้นป้องกันรอบเซ็นเซอร์วัดระดับ ดังที่แสดงในรูป 13.
ภาชนะนำไฟฟ้าเพิ่มเติม ซึ่งไม่เชื่อมต่อกับกราวด์ของเซ็นเซอร์ ทำหน้าที่เป็นชั้นป้องกันต่อความจุปรสิตที่มาจากภายนอก.
การแยกกันระหว่างจุดต่อดินของเซ็นเซอร์และภาชนะเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อให้ระบบการวัดถูกแยกออกจากจุดต่อดินของสิ่งแวดล้อม.
ส่วนที่ 1 เน้นไปที่หลักการ ฉากการใช้งาน และข้อดีของเซ็นเซอร์;
