PDF《精益求精》

capaNCDT―电容式位移传感器和测量系统 精益求精 米铱2测量原理 外壳 电场屏蔽环 电容传感器 电场 测量范围 电容值 C = er ・ e0 ・ 面积 A 距离 d Xc = j ・ w ・ C

1 测量原理 capaNCDT (电容式非接触位移传感器)是基于 理想平板电容原理设计研发的,被测物体与 传感器各自作为一个平板电极.

给传感器一 个持续稳定的交流电,交流电压的振幅变化 与电容到被测物体之间的距离成正比.交流 电经过解调,可以输出为模拟量信号. 常数 K=

1 jωεr ε0 A - 无磨损, 非接触式测量 - 三电极结构和电场屏蔽环构造 - 探头对被测物体不施机械外力 - 被测物体导电性强弱不影响测量 测量原理 capaNCDT capaNCDT测量系统,分析平板电容的阻抗 值, 该阻抗值与电容到被测物体的距离成正 比关系. 由于参数 j ω εr ε0 A 在测量过程中并不变化, 他们可以被一个常数取代: 因此,电容极板的阻抗 Xc o仅与距离值相关 实际情况下,由于传感器探头采用电场屏蔽 环构造,这种理论关系近乎完全成立. Xc = 常数 ・ 距离值

3 被测物体允许不接地 在很多应用领域中,被测物体的接地工作一 般比较复杂,甚至无法实现.相比市场上常 见的产品,当两支capaNCDT探头同步工作 时,被测物体无需接地. 下方原理示意

图表示两支同步工作的电容式 探头在两个方向对辊轴进行测量.凭借德国 米铱公司特有的同步技术,在一般情况下, 探头相连接后被测物体无需接地. 无需重新校准,快速更换探头 在德国米铱公司研发的电容式测量系统中, 不同量程的探头以及不同的capaNCDT控制 器之间可以快速互换,且无需重新校准.其 他市场上常见的电容式传感器在更换探头 时,往往需要对系统重新校准并调整绝对误 差.因此探头更换的工作非常费时.而使用 德国米铱公司的电容式探头,更换一次的时 间仅需5秒钟. capaNCDT 系列不同的探头和控制器之间进行更换, 可以快捷进行,无需重新耗时校准. 电容式探头的使用 如果测量任务要求极高的精度水平,电容式 传感器是最佳选择之一.电容式测量原理的 精度,在诸多非接触式位移测量原理中名列 前茅.电容式测量原理需要清洁的工作环 境,避免介电常数ε的变化影响测量结果.电 容式探头可以测量所有导电材料. 在真空环境下和洁净室内使用 传感器和电缆被证明可以在洁净室和真空环 境下使用.如果需要,极低的气体泄漏量使 capaNCDT探头可以在超真空环境(UHV)下使 用. 三电极探头设计 三电极探头设计使capaNCDT电容探头与众 不同.在这种设计中,电场屏蔽环和地线保 护位于探头前端,与测量电极安装在一起. 这意味着capaNCDT电容探头可以被齐平安 装于导电材料内.在需要多探头的测量任务 中,探头还可以彼此接触.三电极探头设计 可以有效避免测量环境中的干扰. 主动电场屏蔽设计 德国米铱公司提供的电容式测量系统,配备 了独特的主动降噪电缆和主动电 场 屏蔽环 电容.测量信号的超高质量源于双层屏蔽结 构.测量系统拥有几乎完美的电气保护,使 高精度测量成为可能.除此以外,电场屏蔽 环电极为需要超高稳定性,抗干扰以及精确 的测量任务提供了一个完全均匀稳定的测量 电场. 主动电场屏蔽,用于高精度测量任务 测量电极 屏蔽电极 地线保护 地线保护 测量电极 均匀稳定电场 不均匀电场 保护磁场 德国米铱公司capaNCDT探头 普通电容式探头 同步 控制器 探头 探头 控制器 当两支capaNCDT探头同步使用时, 无需将被测物体接地