Относительная диэлектрическая проницаемость

Относительная диэлектрическая проницаемость ε (от латинского слова permittere – «проникновение») изоляционного материала показывает, насколько увеличивается напряженность электрического поля при использовании данного материала в качестве диэлектрика вместо вакуума.

ε = D/D₀;

D = ε₀ . ε . E, ε₀ = 8,85 . 10^–12А·с·м^–1,

где D – электрическая индукция в диэлектрике;

D₀ – электрическая индукция в вакууме;

E – напряженность электрического поля;

ε₀ – электрическая постоянная.

Технические характеристики емкостного датчика

В составе панели «Датчики приближения» используются промышленные датчики приближения, выпускаемые компанией «Pepperl+Fuchs» (Германия).

Рисунок 2.4 - Общий вид промышленного датчика приближения«Pepperl+Fuchs» (Германия)

Тип: CJ 8-18GM-E2

Принцип действия: возбуждение RC-генератора с приближением объекта

Расстояние переключения s_n: 2...8 мм*

Воспроизводимость: £ 0,01 мм

Гистерезис переключения: £ 1 мм

Частота переключения fs, макс.: 100 Гц

Рабочее напряжение: = 10...30 В

Количество и тип выходов: 1 полупроводниковый выход p-n-p

Ток нагрузки: не более 300 мА

Диаметр D: M18 x 1 мм

Длина L: 70 мм

* Примечание:

Расстояние переключения настраивается потенциометром регулировки чувствительности.

2.3 Эксперименты

Эксперимент №1

Частотный счет / Измерение частоты вращения емкостным датчиком

Проверьте способность обнаружения вращательного движения, измерьте частоту f_s и частоту вращения n сегментного диска.

Внимание!

Перед проведением данного эксперимента пригласите преподавателя проверить и настроить чувствительность датчика.

Процедура

- Подключите датчик к панели «Датчики приближения» в соответствии с выводами кабельного разъема. Соедините переключательный выход датчика с сигнальным входом счетчика импульсов (позиция переключателя «счет») (рисунок 2.5).

- Переместите каретку на панели «Датчики приближения» к левому концу направляющей линейки и вставьте датчик в каретку так, чтобы его чувствительный элемент был направлен в сторону сегментного диска. Сдвиньте каретку таким образом, чтобы датчик обнаруживал три внутренних сегмента диска.

- Теперь, поворачивая сегментный диск, проверьте, что датчик надежно обнаруживает его сегменты, а счетчик показывает их число.Внимание!Датчик не должен касаться сегментного диска!

- Переведите переключатель привода в позицию вращения сегментного диска. Переключите счетчик на измерение частоты (положение переключателя «частота») и установите такую частоту вращения сегментного диска, чтобы индицировалось значение частоты переключения 50 Гц.

- В процессе вращения диска сдвиньте каретку таким образом, чтобы датчик обнаруживал его наружные сегменты, и запишите частоту переключения в таблицу 2.1.

- С помощью ручки «управление скоростью» медленно, учитывая инерционность всей системы датчика, добейтесь того, чтобы индицировалась частота переключения f_s=100 Гц, измеряемая датчиком, и внесите это значение в таблицу 2.1. Далее в процессе вращения диска сдвиньте каретку таким образом, чтобы датчик снова обнаруживал его внутренние сегменты, и запишите частоту переключения в таблицу 2.1.

- Вычислите частоту вращения сегментного диска n при частоте переключения f_s и количестве сегментов N.

Рисунок 2.5 - Экспериментальная установка для измерения частоты вращения

Эксперимент №2

Кривая отклика

Постройте кривую отклика для емкостного датчика, используя испытательные образцы из стали St37 и из синтетического материала.

Внимание!

Перед проведением данного эксперимента пригласите преподавателя проверить и настроить чувствительность датчика.

Процедура

- Подключите датчик к панели «Датчики приближения» в соответствии с выводами кабельного разъема (рисунок 1.7).

- Вставьте датчик в каретку, направив его чувствительный элемент влево.

- Вставьте образец из стали St37 в держатель таким образом, чтобы образец был обращен к чувствительному элементу датчика.

- Медленно перемещайте каретку с датчиком по направлению к образцу, пока датчик не коснется образца (расстояние s = 0 мм).

Примечание:

Убедитесь в том, что плоскость образца перпендикулярна оси датчика и полностью закрывает его чувствительный элемент. Чтобы обеспечивалась необходимая точность отсчета положений, каретка должна находиться на разметке направляющей линейки (если необходимо, измените положение датчика в держателе).

- Для настройки чувствительности датчика сдвигайте его в обратную сторону до тех пор, пока расстояние s от образца не станет равным номинальному значению расстояния переключения s_n = 11 мм.

- Теперь уменьшайте чувствительность датчика до тех пор, пока светодиод не погаснет.

- Отведите датчик обратно в положение p₀ (включается светодиод).

- Теперь сдвигайте образец в держателе вверх в направлении, перпендикулярном оси датчика, пока датчик не переключится (пока не погаснет светодиод) и запишите расстояния x₁ и p₁ = p₀ (n = 1).

- Сдвиньте образец вниз примерно на 2 мм перпендикулярно оси датчика, добившись включения светодиода датчика, запишите расстояние x₂ (n = 2).

- Далее медленно отводите датчик от образца, пока датчик не переключится (пока не погаснет светодиод) и запишите расстояние p₂ (n = 2). Повторите эту процедуру до возврата образца в исходное положение x₀ (n = 3...10).

- Выполните аналогичные измерения для образца из синтетического материала (не изменяйте чувствительность датчика).

- По измеренным значениям вычислите все расстояния переключения

s = p_n – p₀ и запишите их в таблицу 2.2. Постройте график зависимости расстояния переключения датчика s от бокового смещения образца x (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 - Кривая отклика емкостного датчика

Рисунок 2.7 - Экспериментальная установка для построения кривой отклика емкостного датчика

Эксперимент №3

Поиск по сайту: