Definition

Kapazitive Sensoren sind berührungslose Sensoren zur Anwesenheitsprüfung und für Abstandsmessungen mit kleinen Abständen. Die Sensoren können eine Vielzahl von elektrisch leitenden und nicht leitenden Materialen wie z. B. Metall, Kunststoff, Glas, Keramik, Holz, Papier, Öl oder Wasser im festen, pulverförmigen oder flüssigen Zustand erfassen, wobei der Messabstand von der Dielektrizitätskonstante des jeweiligen Materials abhängt. Die Messung ist unabhängig von Farbe und Oberflächeneigenschaften der Objekte und wird durch Umgebungsbedingungen wie Licht und Schall nicht beeinflusst.
Kapazitive Sensoren wirken prinzipiell wie zwei Platten eines elektrischen Kondensators, dessen Kapazität durch die Annährung eines Objekts an die aktive Fläche des Sensors verändert wird. 
Bei kapazitiven Näherungsschaltern löst das Objekt an einer einstellbaren Schaltschwelle einen Schaltvorgang aus. Kapazitive Abstandssensoren geben ein zum Abstand proportionales analoges Signal aus und können eine sehr hohe Messgenauigkeit erreichen.

Funktionsprinzip

Kapazitive Abstandssensoren basieren auf der Wirkungsweise eines idealen Plattenkondensators. Die beiden Plattenelektroden werden durch den Sensor und das gegenüberliegende Messobjekt gebildet. Je höher die Dielektrizitätskonstante des Messobjektes ist, desto größer wird der Schaltabstand. 
Der Sensor ist normalerweise aus der Messelektrode und einer geerdeten Schirmelektrode aufgebaut. Die Messelektrode bildet mit der Erdung als Gegenelektrode einen Kondensator, der üblicherweise in einen RC-Schwingkreis eingebunden ist. Bei Annäherung eines üblicherweise ebenfalls geerdeten Objekts ändert sich die Kapazität und damit die Schwingungsamplitude, welche ausgewertet wird.
Nach der Demodulation der Wechselspannung wird die Differenz zu einer einstellbaren Kompensationsspannung gebildet, verstärkt und als Analogsignal ausgegeben. Je nach Werkstoff kann eine zusätzliche Linearisierung erforderlich sein. Grundsätzlich erlauben kapazitive Abstandssensoren nur Messungen in relativ geringen Abständen, können jedoch eine sehr hohe Genauigkeit bieten. 
Kapazitive Näherungssensoren arbeiten nach dem gleichen Funktionsprinzip, geben jedoch bei Erreichen eines einstellbaren Schwellwerts einen Schaltbefehl aus.

Einsatzbereich

Kapazitive Sensoren sind berührungslose universell einsetzbare Sensoren zur Anwesenheitskontrolle und für Abstandsmessungen in geringen Abständen. Kapazitive Näherungsschalter ermöglichen eine schnelle und sichere Erfassung in geringeren Abständen z. B. in Förder- und Staustrecken und eigenen sich zur Erfassung einer Vielzahl von elektrisch leitenden und nicht leitenden Materialen wie z. B. Metall, Kunststoff, Glas, Keramik, Holz, Papier, Öl oder Wasser im festen, pulverförmigen oder flüssigen Zustand. Aufgaben sind Zählen, Füllstandsmeldungen, Wickeldraht- oder Bandrissmeldungen, Bandschlaufenregelungen etc. 
Kapazitive Abstandssensoren messen bis in den Nanometerbereich und dienen zur Prozessüberwachung und -regelung in Montageanlagen sowie Bearbeitungsmaschinen z. B. für Positionieraufgaben, Verschleißmessungen, Messung von Spalt, Verschiebung und Rundheit etc. Anwender sind der interne Betriebsmittelbau sowie der Sondermaschinen- und Anlagenbau für alle Branchen.