سنسور خازنی غیرتماسی با اندازه‌گیری تغییرات در خاصیت الکتریکی به نام ظرفیت الکتریکی کار می‌کنند. 

ظرفیت الکتریکی توضیح می‌دهد، چگونه دو شی رسانا با توجه به فاصله بین آن‌ها به اختلاف ولتاژ اعمال شده بر روی آنها پاسخ می‌دهند.

هنگامی که یک ولتاژ به یک رسانا اعمال می‌شود، یک میدان الکتریکی بین آن‌ها ایجاد می‌شود. این امر باعث می‌شود که بارهای مثبت و منفی در هر شی جمع شود. اگر قطب ولتاژ معکوس شود ، بارها نیز معکوس می‌شوند.

قرارگیری خازن در حضور میدان الکتریکی در لحظه‌ی اول

سنسور خازنی از ولتاژ متناوب استفاده می کند، که باعث می شود این ولتاژ بارها به طور مداوم موقعیت خود را معکوس کنند. جابجایی شارژها، یک جریان الکتریکی متناوب ایجاد می کند که توسط سنسور شناسایی می‌شود.

قرار گیری خازن در حضور میدان الکتریکی متناوب

سنسور خازنی از ولتاژ متناوب استفاده می کند، که باعث می شود این ولتاژ بارها به طور مداوم موقعیت خود را معکوس کنند. جابجایی شارژها، یک جریان الکتریکی متناوب ایجاد می کند که توسط سنسور شناسایی می‌شود.

مقدار شار جریان با خازن تعیین می‌شود و ظرفیت آن با توجه به مساحت و نزدیکی اشیاء رسانا تعیین می‌شود. هر چه اشیاء بزرگتر و نزدیکتر باشد، باعث جریان بیشتری نسبت به اجسام کوچکتر و دورتر می‌شوند. خازن همچنین تحت تأثیر نوع ماده غیر رسانا در فاصله بین دو دی الکتریک است.

ظرفیت خازن

  از نظر فنی ، ظرفیت به طور مستقیم با سطح دی‌الکتریک و ثابت دی الکتریک ماده بین آنها متناسب است ، و با فاصله بین آنها رابطه عکس دارد.

ظرفین خازن

فضای داخلی یک سنسور خازنی و بررسی نحوه‌ی عملکرد آن

فضای داخلی سنسور خازنی

یک سنسور خازنی مانند یک خازن ساده عمل می کند. یک صفحه فلزی در قسمت حسگر سنسور به صورت الکتریکی به یک مدار اسیلاتور داخلی وصل می شود و هدف مورد سنجش به عنوان صفحه دوم خازن عمل می کند. بر خلاف حسگر القایی که یک میدان الکترومغناطیسی تولید می‌کند ، یک سنسور خازنی یک میدان الکترواستاتیک تولید می‌کند.

خازن خارجی بین هدف و صفحه حسگر داخلی بخشی از ظرفیت بازخورد را در مدار اسیلاتور تشکیل می‌دهد. با نزدیک شدن به هدف، سنسورها تا زمانی که به یک سطح آستانه نرسند و خروجی را فعال کنند، با نوسانات افزایش می‌یابند.

اندازه گیری ابعادی حسگر خازنی به سه مؤلفه اساسی نیاز دارد:

• پراب که از تغییرات ظرفیت استفاده می کند تا در فاصله از هدف تغییر کند.

• الکترونیک درایور برای تبدیل این تغییرات در ظرفیت به تغییرات ولتاژ. 

• دستگاهی برای نشان دادن و یا ثبت تغییر ولتاژ حاصل از آن.

ویژگی‌های سنسور‌های مجاورتی

• ساده هستند و به طور ذاتی کوچک هستند

• به نسبت سنسور های پراکسی ارزان تر اند و مصرف انرژی پایینی دارند

• غیر تماسی هستند و کوتاه برد

• یک جسم در فاصله دور میتواند همان تاثیرا را بگذارد که یک جسم از فاصله نزدیک

تفاوت سنسور خازنی و القایی

همانطور که از پیش تعریف کردیم، اساس کار سنسورهای خازنی تغییرات میدان الکتریکی است. اما در سنسورهای القایی تغییرات میدان مغناطیسی است. همین امر باعث می‌شود که سنسورهای القایی تنها قادر به شناسایی فلزات باشند. ولی سنسور‌های خازنی علاوه بر فلز چوب، پلاستیک شیشه را نیز می‌تواند شناسایی کند.

کاربردهای سنسورهای خازنی در تکنولوژی‌های سنجش

• جریان

• فشار

• سطح مایع

• فاصله

• ضخامت

• تشخیص یخ

• زاویه شافت یا موقعیت خطی

• سوئیچ های کم نور

• کلیدهای کلید

• قرص x-y

• شتاب سنج