Sensor capacitivo de distancia de polo variable

El sensor capacitivo de distancia variable se usa ampliamente en la industria, la investigación científica y la vida diaria debido a su alta sensibilidad y capacidad para medir directamente desplazamientos diminutos. El principio básico de su aplicación radica en convertir diversas cantidades físicas (como presión, fuerza, vibración, etc.) en desplazamiento entre las placas y luego detectar el cambio en la capacitancia.

I. Medición del desplazamiento y la vibración por minuto

Esta es la aplicación más directa. El sensor mide directamente el desplazamiento, la posición o la amplitud de vibración de un objeto.

Ejemplos de aplicación:

• Medición de precisión del desplazamiento del eje: medición del descentramiento radial o el desplazamiento axial de un eje giratorio.
• Medición de vibraciones: se utiliza para medir la amplitud y frecuencia de las vibraciones de equipos como motores, turbinas y máquinas herramienta. Su naturaleza sin-contacto no afecta el movimiento del objeto medido.
• Investigación sobre la deformación de materiales: medición de la deformación mínima de materiales bajo tensión en entornos de laboratorio.

II. Medición de presión y fuerza

La presión o fuerza medida se convierte en desplazamiento mediante un elemento elástico (como una membrana o un tubo de Bourdon).

Principio de funcionamiento:La placa móvil del sensor es un diafragma elástico. Cuando la presión cambia, el diafragma se deforma, alterando la distancia a la placa fija, permitiendo así la medición de la presión.

Ejemplos de aplicación:

• Sensores/transmisores de presión: ampliamente utilizados en control de procesos, aeroespacial y para medir la presión del colector de admisión en motores automotrices.
• Medidores de flujo de presión diferencial: calculan el caudal de fluido midiendo la diferencia de presión a través de un elemento de restricción.
• Sistemas de pesaje: conversión del peso en fuerza, que luego se mide mediante el sensor capacitivo.

III. Medición de aceleración

Basándose en la segunda ley de Newton, la aceleración se mide detectando el desplazamiento provocado por la fuerza de inercia.

Principio de funcionamiento:La "placa móvil" del sensor es una masa de prueba sostenida por una viga en voladizo. Cuando el sensor acelera, la fuerza de inercia hace que la masa se desplace, cambiando la capacitancia entre ésta y las placas fijas. La aceleración se obtiene detectando este cambio de capacitancia.

Ejemplos de aplicación:

• Acelerómetros MEMS: Esta es una de las aplicaciones de mayor éxito. Los acelerómetros de teléfonos inteligentes, controladores de juegos, drones y sistemas de bolsas de aire para automóviles utilizan principalmente estructuras capacitivas diferenciales basadas en tecnología MEMS. Son pequeños, de bajo costo-y confiables.
• Monitoreo de vibraciones de equipos industriales: Se utiliza para mantenimiento predictivo, monitoreando la aceleración de vibraciones de equipos grandes.

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