SENSORES CAPACITIVOS Universidad Central Vladimir Prada Jiménez. M.Sc Docente T.C.

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1 SENSORES CAPACITIVOS Universidad Central Vladimir Prada Jiménez. M.Sc Docente T.C.

2 TEMARIO Principio – Consideraciones – Geometrias – Funcionamiento como sensor – Permitividades – Acondicionamiento – Detector de proximidad industrial – Sensor capacitivo de silicio – Una aplicación

3 Principio =Constante dieléctrica o permitividad absoluta

4 Consideraciones El empleo como sensor de un condensador variable tiene algunas limitaciones: 1ª limitación: No siempre se pueden despreciar los efectos de los bordes. La dispersión del campo en los bordes de los electrodos hace que la diferencia entre C1 y C2 no sea proporcional a x. Para evitar este efecto se utiliza un electrodo de guarda que rodea al electrodo 3, está al mismo potencial que él y se desplazan conjuntamente. Se consigue así que el campo eléctrico entre las placas de medida sea uniforme.

5 Consideraciones 2ª Limitación: El aislamiento entre las placas debe ser elevado y constante La humedad da lugar a la existencia de resistencias parásitas en paralelo con C y a variaciones parásitas de la impedancia del condensador. 3ª Limitación: Existencia de interferencias capacitivas debido a que solo se puede poner a masa una de las dos placas Para evitarlas se puede apantallar eléctricamente la placa y los cables conectados a ella con respecto al entorno del sensor.

6 Consideraciones 4ª Limitación: Apantallamiento de los cables Al apantallar los cables de conexión, para evitar interferencias capacitivas, se introduce una capacidad en paralelo con el condensador. Esto disminuye la sensibilidad porque la magnitud a medir solo hace cambiar la capacidad del sensor, que es una parte de la capacidad total.

7 Geometrías básicas de condensadores =Constante dieléctrica o permitividad absoluta

8 Condensador plano simple

9 Condensador plano diferencial

10 Permitividad relativas de algunos dieléctricos Material Aceite mineral19.5 Agua78.5 CauchoDe 20 a 50 Acetona191 Aire1 Papel Duro49.5 Agua destilada88.0 a 0°C 55.3 a 100°C PVCDe 30 a 40 BaquelitaDe 50 a 80 VidrioDe 40 a 60 =Permitividad absoluta o =Permitividad del vacío r =Permitividad relativa

11 Circuitos de acondicionamiento C 1 Capacitancia de referencia

12 Circuitos de acondicionamiento

13 Detector de proximidad capacitivo

14 Sensores capacitivos - Aplicación HR: Humedad Relativa

15 Sensores capacitivos - Aplicación

16 Aplicaciones