Zasadniczo czujnik pojemnościowy działa jak otwarty kondensator. Pomiędzy elektrodą pomiarową a elektrodą GND powstaje pole elektryczne. Jeżeli do pola elektrycznego dostanie się materiał o stałej dielektrycznej r większej od powietrza, to pojemność pola wzrasta w zależności od r tego materiału.
Elektronika mierzy ten wzrost pojemności, wygenerowany sygnał jest analizowany podczas dalszej obróbki sygnału i jeśli jest odpowiedniej wielkości, prowadzi do przełączenia wyjścia.
Stała dielektryczna
Czujniki pojemnościowe wykrywają zarówno przewodzące, jak i nieprzewodzące media o stałej dielektrycznej r > 1. Stała dielektryczna r (także przenikalność lub przewodność dielektryczna) danego materiału wskazuje, ile razy większa staje się gęstość strumienia elektrycznego, gdy dany materiał znajdzie się w polu pomiarowym zamiast próżni (powietrza).
media przewodzące
Media przewodzące charakteryzują się zazwyczaj przewodnością elektryczną > 20 µS/cm. Mogą być one dobrze wykrywane przez wszystkie typy czujników, zarówno z elektrodą GND jak i bez niej. W przypadku mediów przewodzących, stała dielektryczna nie ma żadnego wpływu na odległość przełączania. Na odległość przełączenia ma wpływ wielkość obiektu i jego uziemienie.
Do wiodących mediów należą:
- woda
- krew
- atrament
- mleko
- aceton
- metale
Media nieprzewodzące
Media nieprzewodzące mają zazwyczaj przewodność elektryczną < 20 µS/cm. Do tych mediów zalecane są czujniki z elektrodą GND. Jeśli w pole czujnika zostanie wprowadzony obiekt nieprzewodzący, pole to wzmacnia się w zależności od stałej dielektrycznej i wielkości wykrywanego materiału, a tym samym zwiększa się pojemność pola pomiarowego. Im niższa wartość r, tym trudniej jest wykryć medium. Ogólnie można powiedzieć, że dla tworzyw sztucznych o r = 3, na przykład, rzeczywisty odstęp roboczy Sr odpowiada około 50% nominalnego odstępu roboczego Sn.
