Em princípio, o sensor capacitivo funciona como um capacitador aberto. É formado um campo elétrico entre o elétrodo de medição e o elétrodo GND. Se um material com constante dielétrica εr maior do que o ar penetrar no campo elétrico, a capacitância do campo aumenta dependendo do εr desse material.
O sistema eletrónico mede este aumento da capacidade, o sinal gerado é avaliado no adaptador de sinal subsequente e, se o tamanho for adequado, resulta na comutação da saída.
Constante dielétrica
Sensores capacitativos detetam agentes condutores e não condutores com uma constante dielétrica εr> 1. A constante dielétrica εr (também permissividade ou condutividade dielétrica) de um material indica quantas vezes maior se torna a densidade de fluxo elétrico quando, em vez de vácuo (ar), o material correspondente entra no campo de medição.
Agentes condutores
Os agentes condutores normalmente têm uma condutividade elétrica de > 20 µS/cm. Eles podem ser bem detetados por todos os tipos de sensores, com ou sem um elétrodo GND. Com agentes condutores, a permissividade relativa não desempenha um papel na distância de comutação. A distância de comutação é influenciada pelo tamanho do objeto e pela sua ligação à terra.
Os principais agentes condutores incluem:
- Água
- Sangue
- Tinta
- Leite
- Acetona
- Metais
Agentes não condutores
Os agentes não condutores normalmente têm uma condutividade elétrica de < 20 µS/cm. Sensores com elétrodo GND são geralmente recomendados para estes agentes. Se um objeto não condutor é trazido para o campo do sensor, o campo é fortalecido dependendo da constante dielétrica e do tamanho do material a ser detetado e, portanto, aumenta a capacitância do campo de medição. Quanto mais profundo for εr, mais difícil é detetar o meio. Geralmente, pode-se dizer que, por exemplo, nos plásticos com εr = 3, a distância de comutação real Sr corresponde a cerca de 50% da distância de comutação nominal Sn.
