電場解析 静電容量センサの電界シミュレーション

解析概要

物体の有無を非接触で検出するセンサとして、金属・非金属を検出できる静電容量形近接スイッチがあります。

このセンサは静電容量の変化を電気信号に変換することにより、物体を検出します。

図1−1の概要図を示します。

    

            図1−1.概要図

今回の事例では、接地された検出体(金属)とセンサ内の電極との間の静電容量を解析します。 また、検出体から見た電極の相対位置を変化させたときの静電容量の変化を確認します。

使用ソフトウェア: PHOTO-VOLTもしくはVOLTjω

解析条件

図2−1に検出体の中心に電極が配置されたメッシュ図を示します。

    

       図2−1.メッシュ図(空間のメッシュは非表示)

形状の対称性により、2分の1モデルとしました。

電極はΦ25の円板としました。

解析タイプ:3次元電界解析

●入力電位
 センサの電極:1[V]
 検出体:0[V]

●解析モジュール
 電界解析ソフトウェア: PHOTO-VOLT(もしくはVOLTjω)

解析結果

検出体を基準に電極を移動させて解析していますが、例として移動距離が0mm、30mm、50mmの電位分布及び電界ベクトル の結果図を示します。


          図3−1.電位分布[V](0mm)



         図3−2.電界ベクトル[V/m](0mm)



          図3−3.電位分布[V](30mm)



         図3−4.電界ベクトル[V/m](30mm)



          図3−5.電位分布[V](50mm)



         図3−6.電界ベクトル[V/m](50mm)


  
         図3−7.静電容量と中心からの距離

使用したソフトウェア