Kapazitiver Näherungsschalter

2022-03-18T15:15:59Z

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[[Bild:Capacitiv Proximity Switch.jpg|mini|Kapazitiver Näherungsschalter mit [[PTFE]]-Kappe, der auch als Füllstandswächter eingesetzt werden kann]]
Ein '''kapazitiver Näherungsschalter''' ist ein [[Näherungsschalter]] ([[Sensor]]), der berührungsfrei – d. h. ohne direkten Kontakt – auf Annäherung eines leitenden oder nicht leitenden Gegenstandes, aber auch von Flüssigkeiten, mit einem elektrischen Schaltsignal reagiert. Er nutzt die sich dabei ändernde elektrische Kapazität einer Messelektrode zur Umgebung oder einer Referenzelektrode aus.

Solche Sensoren arbeiten mit einem [[Oszillator]], dessen frequenzbestimmende Kapazität teilweise vom zu detektierenden Medium bzw. der Umgebung gebildet wird.

Bei Beeinflussung des Feldes der Sondenkapazität durch einen [[Nichtleiter]] beruht die Kapazitätsänderung auf einer Änderung der wirksamen Permittivität im Bereich der Elektroden; der erreichbare [[Schaltabstand]] ist gering (je nach Größe des Sensors bis ca. 40 mm).

Bei der Beeinflussung des Feldes durch einen leitenden Gegenstand erhöht sich der Schaltabstand auf bis ca. 60–80 mm.

Kapazitive Näherungssensoren haben in der Regel eine Kalibriermöglichkeit ([[Potentiometer]]), um die Empfindlichkeit bzw. die Schaltschwellen an die Einsatzbedingungen anzupassen.
Bei zu hoher Empfindlichkeit nimmt jedoch der Einfluss von Störgrößen (z. B. Luftfeuchtigkeit, Schmutz) zu.

Ein weiteres Schaltungskonzept arbeitet mit drei Elektroden. Dabei wird neben der Masseelektrode und einer Messelektrode eine zusätzliche Anregungselektrode verwendet. Vorteile dieses Prinzips sind eine höhere Empfindlichkeit mit höheren Schaltabständen und eine geringere Störanfälligkeit. Es können auch Medien mit sehr geringer [[Permittivität]] detektiert werden.

== Merkmale ==
Kapazitive Näherungsschalter erfassen außer Metallen und [[Nichteisenmetall|NE-Metallen]] auch flüssige, körnige und pulverisierte Werkstoffe, z. B. Kunststoffe, Holz, Stein, Öl, Wasser oder Zement. Sie können daher außer zur Objekterkennung oder als Näherungsschalter auch zur Füllstandskontrolle (bei nichtleitenden Tanks oder Rohren auch von außen durch die Wandung) eingesetzt werden.

Kapazitive Näherungssensoren sind wie andere Näherungsschalter auch durch eine [[Hysterese]] des Ansprechverhaltens gekennzeichnet. Sie benötigen eine [[Betriebsspannung]] ([[Nennwert]] meist 24 V [[Gleichspannung |Gleich-]] oder [[Wechselspannung]], aber auch bis 60 V Gleichspannung oder für [[Netzspannung]]), besitzen oft eine Statusanzeige mit [[Leuchtdiode]]n. Der Schaltausgang besteht aus Relaiskontakten oder aus einem durch [[Transistor]]en gebildeten elektronischen Schalter.

[[Kennwert]]e sind neben dem maximalen [[Elektrischer Strom|Schaltstrom]] und der Art und Höhe der schaltbaren [[Elektrische Spannung|Spannung]] die Schalthysterese, die Wiederholgenauigkeit und [[Temperaturdrift]] sowie die Schalthäufigkeit.

== Siehe auch ==
*[[Füllstandsmessung]]
*[[kapazitive Füllstandmessung]]
*[[Abstandsmessung]]
*[[Abstandssensor]]
*[[Kapazitiver Sensor]]
*[[Induktiver Näherungsschalter]]

== Weblinks ==
* [http://www.ifm.com/de/schulung_kapazitiv Schulungsunterlagen] (PDF), ifm electronic GmbH '''(Derzeit leider nicht verfügbar!)'''

[[Kategorie:Elektrische Messtechnik]]
[[Kategorie:Sensor]]

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Kapazitiver Näherungsschalter