کیپسیٹو سینسر

ایک کیپسیٹو سینسر کو پیرامیٹرک قسم کا ٹرانسڈیوسر کہا جاتا ہے جہاں پیمائش شدہ قدر میں تبدیلی کو گنجائش میں تبدیلی میں تبدیل کیا جاتا ہے۔

Capacitive سینسر ایپلی کیشنز

Capacitive sensors کے لیے ممکنہ ایپلی کیشنز انتہائی متنوع ہیں۔ وہ تقریبا تمام صنعتوں میں صنعتی عمل کے ضابطے اور کنٹرول سسٹم میں استعمال ہوتے ہیں۔ Capacitive سینسرز کا استعمال ٹینکوں کو مائع، پاؤڈر یا دانے دار مادوں سے بھرنے کو کنٹرول کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، جیسے کہ خودکار لائنوں، کنویئرز، روبوٹس، مشینی مراکز، دھاتی کاٹنے والی مشینیں، سگنل سسٹم میں، مختلف میکانزم کی پوزیشننگ کے لیے محدود سوئچ وغیرہ۔

فی الحال، سب سے زیادہ وسیع پیمانے پر قربت (موجودگی) سینسر ہیں، جو، ان کی وشوسنییتا کے علاوہ، فوائد کی ایک وسیع رینج بھی رکھتے ہیں. نسبتاً کم لاگت کے ساتھ، قربت کے سینسر تمام صنعتوں میں اپنے اطلاق میں سمت کی ایک وسیع رینج کا احاطہ کرتے ہیں۔ اس قسم کے capacitive سینسر کے استعمال کے عام علاقے یہ ہیں:

• پلاسٹک یا شیشے کے برتنوں کو بھرنے کے لیے سگنلنگ؛

• شفاف پیکجوں کے بھرنے کی سطح کا کنٹرول؛

• کنڈلی ٹوٹنے کا الارم؛

• بیلٹ کشیدگی ایڈجسٹمنٹ؛

• کسی بھی قسم کا جزوی اکاؤنٹ وغیرہ

Capacitive لکیری اور زاویہ انکوڈر سب سے عام ڈیوائسز ہیں، جو انجینئرنگ اور ٹرانسپورٹ، تعمیرات اور توانائی میں، مختلف پیمائشی کمپلیکس میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

نسبتاً نئے آلات جو حالیہ برسوں میں بڑے پیمانے پر صنعتی استعمال میں آئے ہیں چھوٹے سائز کے کیپسیٹیو انکلینو میٹر بن گئے ہیں جس میں ایک الیکٹریکل آؤٹ پٹ سگنل سینسر کے جھکاؤ کے زاویہ کے متناسب ہے…. انکلینو میٹر کے استعمال کے درج ذیل شعبوں کو اہم سمجھا جا سکتا ہے: پلیٹ فارم لیولنگ سسٹم میں استعمال، مختلف قسم کے سپورٹ اور بیم کے انحراف اور خرابی کا تعین، ان کی تعمیر، مرمت اور آپریشن کے دوران سڑکوں اور ریلوے کے جھکاؤ کے زاویوں کا کنٹرول، کاروں، بحری جہازوں اور پانی کے اندر روبوٹ، لہرانے اور کرینوں، کھدائی کرنے والوں، زرعی مشینری کے رول کا تعین کرنا، مختلف قسم کے گھومنے والی اشیاء کی کونیی نقل مکانی کا تعین کرنا - شافٹ، پہیے، اسٹیشنری اور حرکت پذیر دونوں اشیاء پر گیئر باکس میکانزم۔

کپیسیٹیو لیول کے سینسر کنٹرول سسٹمز، خوراک، دواسازی، کیمیکل، تیل صاف کرنے والی صنعتوں میں پیداواری عمل کے ضابطے اور انتظام میں استعمال ہوتے ہیں۔ وہ مائعات، بلک مواد، معطلی، چپکنے والے مادوں (مواصلتی اور غیر موصل) کے ساتھ ساتھ گاڑھا ہونے، دھول پن کی حالتوں میں بھی کارآمد ہوتے ہیں۔

کیپسیٹو سینسر مختلف صنعتوں میں مطلق اور گیج پریشر، ڈائی الیکٹرک مواد کی موٹائی، ہوا میں نمی، تناؤ، کونیی اور لکیری سرعت وغیرہ کی پیمائش کے لیے بھی استعمال ہوتے ہیں۔

دیگر قسم کے سینسروں پر capacitive سینسر کے فوائد

Capacitive سینسر دیگر سینسر کی اقسام کے مقابلے میں بہت سے فوائد پیش کرتے ہیں۔ ان کے فوائد میں شامل ہیں:

• پیداوار میں آسانی، پیداوار کے لیے سستے مواد کا استعمال؛ - چھوٹے سائز اور وزن؛ - کم توانائی کی کھپت؛ - اعلی حساسیت؛

• رابطوں کی کمی (کچھ معاملات میں - ایک موجودہ کلکٹر)؛

• طویل سروس کی زندگی؛

• capacitive سینسر کے متحرک حصے کو منتقل کرنے کے لیے بہت چھوٹی قوتوں کی ضرورت؛

• سینسر کی شکل کو مختلف کاموں اور ڈیزائنوں کے مطابق ڈھالنے میں آسانی؛

capacitive سینسر کے نقصانات

capacitive سینسر کے نقصانات میں شامل ہیں:

• نسبتا چھوٹی منتقلی (تبادلوں) گتانک؛

• حصوں کو بچانے کے لئے اعلی ضروریات؛

• زیادہ (50 ہرٹز کے مقابلے) فریکوئنسی پر کام کرنے کی ضرورت؛

تاہم، زیادہ تر معاملات میں، سینسر کے ڈیزائن کی وجہ سے کافی شیلڈنگ حاصل کی جا سکتی ہے، اور پریکٹس سے پتہ چلتا ہے کہ کیپسیٹو سینسر 400 ہرٹز کی وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والی فریکوئنسی پر اچھے نتائج دیتے ہیں۔ ذاتی، پیدائشی capacitors کنارے کا اثر صرف اس وقت نمایاں ہوتا ہے جب پلیٹوں کے درمیان فاصلہ زیر غور سطحوں کے لکیری طول و عرض سے موازنہ ہو۔ اس اثر کو کسی حد تک حفاظتی انگوٹھی کے ذریعے ختم کیا جا سکتا ہے، جس سے اس کے اثر کو پلیٹوں کی سطح کی حد سے باہر منتقل کرنا ممکن ہو جاتا ہے جو دراصل پیمائش کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔

Capacitive sensors اپنی سادگی کے لیے قابل ذکر ہیں، جو ایک مضبوط اور قابل اعتماد ڈیزائن کی اجازت دیتا ہے۔ کپیسیٹر کے پیرامیٹرز صرف ہندسی خصوصیات پر منحصر ہیں اور استعمال شدہ مواد کی خصوصیات پر منحصر نہیں ہیں، اگر ان مواد کو صحیح طریقے سے منتخب کیا گیا ہو۔ اس لیے، پلیٹوں کے لیے دھات کے مناسب درجے اور ان کے اٹیچمنٹ کے لیے موصلیت کا انتخاب کر کے سطح کی تبدیلیوں اور پلیٹ کے وقفے پر درجہ حرارت کا اثر نہ ہونے کے برابر ہو سکتا ہے۔ یہ صرف سینسر کو ان ماحولیاتی عوامل سے بچانے کے لیے ہے جو پلیٹوں کے درمیان موصلیت کو خراب کر سکتے ہیں — دھول، سنکنرن، نمی، آئنائزنگ تابکاری سے۔

کیپسیٹو سینسر کی قیمتی خوبیاں - اس کے حرکت پذیر حصے کو منتقل کرنے کے لیے تھوڑی مقدار میں مکینیکل قوت کی ضرورت، ٹریکنگ سسٹم کے آؤٹ پٹ کو ایڈجسٹ کرنے کی صلاحیت، اور آپریشن کی اعلی درستگی - کیپسیٹو سینسرز کو ان آلات میں ناگزیر بناتی ہے جہاں صرف سوویں اور حتیٰ کہ خامیاں ہوتی ہیں۔ ہزار فیصد کی اجازت ہے۔

کیپسیٹیو کنورٹرز کی اقسام اور ان کے ڈیزائن کی خصوصیات

عام طور پر، ایک کپیسیٹیو سینسر ایک فلیٹ یا بیلناکار کپیسیٹر ہوتا ہے، جس کی پلیٹوں میں سے ایک کنٹرول حرکت سے گزرتی ہے، جس کی وجہ سے گنجائش میں تبدیلی آتی ہے۔ اختتامی اثرات کو نظر انداز کرتے ہوئے، فلیٹ کیپیسیٹر کی گنجائش کا اظہار اس طرح کیا جا سکتا ہے:

جہاں ε پلیٹوں کے درمیان بند میڈیم کا رشتہ دار ڈائی الیکٹرک مستقل، C اور e — سمجھا جانے والی پلیٹوں کا رقبہ اور اس کے مطابق، ان کے درمیان فاصلہ۔

Capacitive transducers کو تین سمتوں میں مختلف مقداروں کی پیمائش کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، درج ذیل پیرامیٹرز کے ساتھ ناپے گئے غیر برقی مقدار کے فعال تعلق پر منحصر ہے:

• درمیانے درجے کا متغیر ڈائی الیکٹرک مستقل ε؛

• پلیٹوں سی کا اوورلیپنگ ایریا؛

• پلیٹوں کے درمیان مختلف فاصلہ e.

پہلی صورت میں، capacitive transducers کو مادہ کی ساخت کا تجزیہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، کیونکہ ڈائی الیکٹرک مستقل مادہ کی خصوصیات کا ایک کام ہے۔ اس صورت میں، کنورٹر کی قدرتی ان پٹ ویلیو پلیٹوں کے درمیان خالی جگہ کو بھرنے والے مادے کی ترکیب ہوگی۔ اس قسم کے Capacitive transducers خاص طور پر ٹھوس اور مائعات کی نمی کی مقدار، مائع کی سطح کے ساتھ ساتھ چھوٹی اشیاء کے ہندسی طول و عرض کا تعین کرنے میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ Capacitive transducers کے عملی استعمال کے زیادہ تر معاملات میں، ان کی قدرتی ان پٹ قدر الیکٹروڈز کی ایک دوسرے کے مقابلے میں ہندسی نقل مکانی ہوتی ہے۔ اس اصول کی بنیاد پر، لکیری اور کونیی نقل مکانی کے سینسرز، قوتوں کو ماپنے کے آلات، کمپن، رفتار اور سرعت، سینسرز۔ قربت، دباؤ اور تناؤ کے سینسر (ایکسٹینسومیٹر)۔

Capacitive سینسر کی درجہ بندی

عمل درآمد کے لحاظ سے، تمام capacitive ماپنے والے ٹرانس ڈوسرز کو سنگل capacitive اور ڈبل capacitive سینسر میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ مؤخر الذکر تفریق اور نیم تفریق ہیں۔

ایک واحد کیپیسیٹینس سینسر ڈیزائن میں آسان ہے اور ایک واحد متغیر کیپسیٹر ہے۔ اس کے نقصانات میں نمی اور درجہ حرارت جیسے بیرونی عوامل کا اہم اثر شامل ہے۔ان غلطیوں کی تلافی کے لیے، ڈیفرینشل ڈیزائن لاگو کریں... سنگل کیپیسیٹینس والے کے مقابلے ایسے سینسر کا نقصان یہ ہے کہ سینسر اور پیمائش کرنے والے آلے کے درمیان کم از کم تین (دو کی بجائے) شیلڈ کنیکٹنگ تاروں کی ضرورت ہے پرجیوی کیپیسیٹینس کہا جاتا ہے۔ تاہم، اس خرابی کو درستگی، استحکام اور اس طرح کے آلات کے اطلاق کے میدان کی توسیع میں نمایاں اضافہ کے ساتھ ادا کیا جاتا ہے۔

بعض صورتوں میں، ڈیزائن کی وجوہات کی بناء پر ڈیفرینشل کیپسیٹو سینسر بنانا مشکل ہوتا ہے (یہ خاص طور پر متغیر-گیپ ڈیفرینشل سینسر کے لیے درست ہے)۔ تاہم، اگر ایک ہی وقت میں ایک مثالی کپیسیٹر کو ایک ہی ہاؤسنگ میں ایک کام کرنے والے کے ساتھ رکھا جائے اور وہ ڈیزائن، طول و عرض اور استعمال شدہ مواد میں جتنا ممکن ہو ایک جیسا ہو، تو بیرونی عدم استحکام کے اثرات کے لیے پورے آلے کی حساسیت بہت کم ہو جائے گی۔ یقینی بنایا اس طرح کے معاملات میں، ہم ایک سیمی ڈیفرینشل کیپسیٹو سینسر کے بارے میں بات کر سکتے ہیں، جو کہ ڈیفرینشل کی طرح، ایک دو کیپیسیٹیو سے مراد ہے۔

دو حجم والے سینسرز کے آؤٹ پٹ پیرامیٹر کی خصوصیت، جسے دو جہتی جسمانی مقداروں (ہمارے معاملے میں، گنجائش) کے بغیر جہتی تناسب کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے، انہیں تناسب کے سینسر کہنے کی وجہ فراہم کرتا ہے۔ دوہری اہلیت کے سینسر استعمال کرتے وقت، پیمائش کرنے والے آلے میں کسی بھی معیاری اہلیت کے اقدامات بالکل بھی شامل نہیں ہوسکتے ہیں، جو پیمائش کی درستگی کو بڑھانے میں معاون ہیں۔

لکیری نقل مکانی انکوڈرز

غیر برقی مقداریں جن کی پیمائش اور کنٹرول کی جانی ہے وہ بہت سی اور متنوع ہیں۔ ان کا ایک اہم حصہ لکیری اور کونیی نقل مکانی ہے۔ ایک capacitor کی بنیاد پر کہ برقی میدان دو اہم قسم کے کیپسیٹو ڈسپلیسمنٹ سینسر ورکنگ گیپ میں یکساں طور پر بنائے جا سکتے ہیں:

• متغیر الیکٹروڈ علاقے کے ساتھ؛

• الیکٹروڈ کے درمیان متغیر فرق کے ساتھ۔

یہ بالکل واضح ہے کہ پہلے والے بڑے نقل مکانی (یونٹ، دسیوں اور سینکڑوں ملی میٹر) کی پیمائش کے لیے زیادہ آسان ہیں، اور بعد والے چھوٹے اور انتہائی چھوٹے نقل مکانی (ملی میٹر کے حصے، مائکرو میٹر اور اس سے کم) کی پیمائش کے لیے زیادہ آسان ہیں۔

کونیی انکوڈرز

Angular-Displacement capacitive transducers اصولی طور پر لکیری-Displacement capacitive transducers سے ملتے جلتے ہیں، اور متغیر-علاقے کے سینسر بھی بہت کم پیمائش کی حدود (ڈگریوں کی اکائیوں سے شروع ہونے والے) اور متغیر-زاویہ-گیپ capacitive سینسرز کی صورت میں زیادہ موزوں ہیں۔ چھوٹے اور انتہائی چھوٹے کونیی نقل مکانی کی پیمائش کے لیے کامیابی کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ عام طور پر، متغیر کیپسیٹر پلیٹ ایریا کے ساتھ ملٹی سیکشن ٹرانسڈیوسرز کونیی نقل مکانی کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

اس طرح کے سینسروں میں، کیپسیٹر الیکٹروڈ میں سے ایک چیز کے شافٹ سے منسلک ہوتا ہے، اور گردش کے دوران یہ کیپسیٹر پلیٹوں کے اوورلیپ کے علاقے کو تبدیل کرتے ہوئے، اسٹیشنری کے مقابلے میں بے گھر ہوجاتا ہے۔ یہ، بدلے میں، گنجائش میں تبدیلی کا سبب بنتا ہے جو ماپنے والے سرکٹ کے ذریعے پکڑا جاتا ہے۔

انکلینومیٹر

انکلینومیٹر (جھکاؤ کا سینسر) ایک تفریق کیپسیٹو ٹیلٹ ٹرانسڈیوسر ہے جس میں کیپسول کی شکل کا سینسنگ عنصر شامل ہوتا ہے۔

Capacitive incinometer

کیپسول ایک سبسٹریٹ پر مشتمل ہوتا ہے جس میں دو فلیٹ الیکٹروڈ ہوتے ہیں 1، ایک موصل تہہ سے ڈھکا ہوتا ہے، اور ایک باڈی 2، ہرمیٹک طور پر سبسٹریٹ کے ساتھ لگا ہوتا ہے۔ جسم کا اندرونی گہا جزوی طور پر ایک کنڈکٹو مائع 3 سے بھرا ہوتا ہے، جو عام الیکٹروڈ ہوتا ہے۔ ایک حساس عنصر۔عام الیکٹروڈ فلیٹ الیکٹروڈ کے ساتھ ایک فرق کیپیسیٹر بناتا ہے۔ سینسر کا آؤٹ پٹ سگنل ڈیفرینشل کپیسیٹر کی گنجائش کی قدر کے متناسب ہے، جو عمودی جہاز میں رہائش کی پوزیشن پر خطی طور پر منحصر ہے۔

انکلینومیٹر کو ایک نام نہاد ورکنگ ہوائی جہاز میں جھکاؤ کے زاویہ پر آؤٹ پٹ سگنل کا لکیری انحصار رکھنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے اور عملی طور پر دوسرے (غیر کام کرنے والے) جہاز میں ریڈنگ کو تبدیل نہیں کرتا ہے، جبکہ اس کا سگنل کمزور طور پر درجہ حرارت پر منحصر ہوتا ہے۔ تبدیلیاں خلا میں ہوائی جہاز کی پوزیشن کا تعین کرنے کے لیے، دو انکلینو میٹر استعمال کیے جاتے ہیں، جو ایک دوسرے سے 90 ° کے زاویے پر واقع ہیں۔

سینسر کے جھکاؤ کے زاویہ کے متناسب الیکٹریکل آؤٹ پٹ سگنل والے چھوٹے سائز کے انکلینو میٹر نسبتاً نئے آلات ہیں۔ ان کی اعلی درستگی، چھوٹے سائز، حرکت پذیر مکینیکل یونٹس کی کمی، سائٹ پر تنصیب میں آسانی اور کم لاگت ان کو نہ صرف رول سینسرز کے طور پر استعمال کرنے کا مشورہ دیتی ہے، بلکہ ان کے ساتھ زاویہ کے سینسرز کو تبدیل کرنے کا بھی مشورہ دیتا ہے، نہ صرف اسٹیشنری بلکہ حرکت پذیر بھی۔ اشیاء

Capacitive مائع سطح کے سینسر

غیر موصل مائع کی سطح کی پیمائش کے لیے ایک کیپسیٹو ٹرانسمیٹر متوازی طور پر جڑے دو کیپسیٹرز پر مشتمل ہوتا ہے۔

پریشر سینسر

کیپسیٹو پریشر ٹرانسڈیوسر کے بنیادی ڈیزائنوں میں سے ایک سنگل اسٹیٹر ہے، جو مطلق دباؤ کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتا ہے (برقی دباؤ سینسر).

اس طرح کا سینسر ایک دھاتی خلیے پر مشتمل ہوتا ہے جسے دو حصوں میں مضبوطی سے پھیلا ہوا فلیٹ میٹل ڈایافرام کے ذریعے تقسیم کیا جاتا ہے، جس کے ایک طرف جسم سے الگ تھلگ ایک مقررہ الیکٹروڈ ہوتا ہے۔ڈایافرام الیکٹروڈ ایک متغیر کیپیسیٹینس بناتا ہے، جو پیمائش کرنے والے سرکٹ میں شامل ہوتا ہے۔ جب ڈایافرام کے دونوں طرف دباؤ برابر ہوتا ہے، تو ٹرانس ڈوسر متوازن ہوتا ہے۔ چیمبروں میں سے ایک میں دباؤ میں تبدیلی ڈایافرام کو خراب کر دیتی ہے اور اہلیت کو تبدیل کر دیتی ہے، جسے ماپنے والے سرکٹ کے ذریعے طے کیا جاتا ہے۔

دو سٹیشن (تفرقی) ڈیزائن میں، ڈایافرام دو فکسڈ پلیٹوں کے درمیان حرکت کرتا ہے اور دو چیمبروں میں سے ایک کو ایک حوالہ دباؤ فراہم کیا جاتا ہے، جو سب سے چھوٹی غلطی کے ساتھ تفریق (اضافی یا تفریق) دباؤ کی براہ راست پیمائش فراہم کرتا ہے۔