Kapazitiver Sensor

Kapazitive Sensoren basieren auf der Umwandlung ihrer Kapazität in eine andere physikalische Größe oder der daraus abgeleiteten Zeitkonstanten und Frequenzänderung. Ein einfaches Prinzip eines kapazitiven Sensors basiert auf der Änderung des Dielektrikums.


Der Aufbau eines Dielektrika-Sensoren ist denkbar einfach. Er besteht aus zwei Leiterbahnen, die nebeneinander auf einer Leiterplatte aufgebracht sind und eine Kapazität bilden. Das Medium zwischen den zwei Leiterbahnen hat eine Dielektrizitätskonstante, die nahe "1" liegt. Taucht in das elektrische Feld des Kondensators ein anderes Material ein, dann verändert sich dessen Kapazität.

Um eine hinreichend große Kapazitätsänderung zu erreichen, brauchen die klassischen kapazitiven Sensoren einen entsprechenden Hub, der die Kapazitätsänderung bewirkt. Damit auch Sensoren mit kleinen Kapazitätsänderungen, wie sie in Tastaturen von Mobilgeräten auftreten, genutzt werden können, hat man mit dem Wandlungsverfahren Capacity to Digital Converter (CDC) ein Verfahren entwickelt, das diesen Anforderungen gerecht wird. Das CDC-Verfahren arbeitet wie ein Sigma-Delta-Wandler und detektiert statt einer unbekannten Spannung eine unbekannte Kapazität.

Kapazitiv arbeitender Hochleistungs-Sensor für Fingerabdrücke, Foto: Siemens

Kapazitiv arbeitender Hochleistungs-Sensor für Fingerabdrücke, Foto: Siemens

Kapazitive Sensoren sind einfach und kostengünstig herstellbar und haben einen geringen Stromverbrauch, sie sind allerdings temperaturabhängig und wenig alterungsstabil. In der Automotive-Technik werden Dielektrika-Sensoren als Füllstandsensoren und als Einklemmschutz für elektrische Fensterheber eingesetzt, darüber hinaus in berührungslosen Schaltern, in Tastaturen und Mobilgeräten.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Kapazitiver Sensor
Englisch: capacitive sensor
Veröffentlicht: 21.02.2019
Wörter: 225
Tags: #Sonstige Bauelemete
Links: Automotive-Technik, Dielektrikum, Digital, Hub, Kapazität