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電容位移傳感器原理

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發布日期:2017-10-25 17:31 瀏覽:

電容傳感器原理

 



 

 

電容位移傳感器原理
capaNCDT電容式位移傳感器基于平板電容原理。電容的兩極分別是傳感器和與之相對的被測物體。如果有穩定交流電通過傳感器,輸出交流電的電壓會與傳感器到被測物體之間的距離成正比關系,從而可以通過測量電壓的變化得到距離信息。

電容位移傳感器是一種非接觸電容式原理的精密測量儀器,具有一般非接觸式儀器所共有的無磨擦、無損磨特點外,還具有信噪比大,靈敏度高,零漂小,頻響寬,非線性小,精度穩定性好,抗電磁干擾能力強和使用操作方便等優點。

實際應用當中, 源于獨特的磁屏蔽環設計,德國米銥公司的電容式傳感器可以實現近乎完美的線性測量。但是,電容傳感器要求探頭到被測物體之間的電介質必須均勻恒定。測量系統對于測量范圍內的電介質變化非常敏感。德國米銥公司的電容式位移傳感器也可以用于絕緣體的測量,源于這些絕緣體會改變測量間隙內的介電常數。通過后續電路的調整,即使測量絕緣體,也可以得到幾乎線性的信號輸出。源于電磁轉化過程,電容傳感器可以測量所有金屬。電容測量系統主要測量平板電阻的阻抗值,阻抗值與探頭到被測物體之間的距離成正比。

傳統電容式傳感器,會從電極側面散發磁力線。這中磁場會導致錯誤的測量結果。德國米銥公司的電容式傳感器帶有一個接地屏蔽環,可以有效減少側面磁場和邊界效應,從而得到更加準確的測量結果。從接地屏蔽環發出的磁力線不會影響測量結果。

高精度測量
電容式測量原理是幾種精度最高的測量原理之一。但是問題是,如此微小的測量距離會導致測量信號變化同樣微小。也就是說,在探頭和被測物體之間僅有很少量的電子可以用來顯示距離的變化。這意味著,如果有很小的漏電流或寄生電流流過探頭到控制器的電路,也會影響測量結果的準確性。因此,探頭到控制器之間的電纜需要特殊的雙屏蔽電纜。這種特殊的,全封閉的RF電纜保證了高信號質量。雙屏蔽電纜與接地磁屏蔽技術的使用,使高精度測量成為可能。

由于環境溫度的改變,導致的被測物體導電性變化,對測量結果沒有影響。電容式測量原理使傳感器甚至可以在波動的溫度環境下使用。德國米銥公司的電容傳感器探頭擁有非常復雜的內部結構。作為平板電容,可以根據客戶的不同要求,將傳感器安裝在不同機械結構上。

德國米銥公司的 capaNCDT 電容式傳感器是世界上最精確的位移傳感器之一。分辨率可以達到納米級別。

米銥公司的電容式傳感器可以在更換探頭時,無需重新校準。這無疑大大方便了客戶。這使得不同量程的電容傳感器和控制器可以簡便的更換,而無需重新校準。更換一支傳感器的時間僅僅為數秒,這比起市場上絕大部分傳感器來說,是個巨大的優勢。德國米銥公司還允許被測物體的非接觸接地。如果同時使用兩通道測量,例如厚度測量,必須同步兩個通道的測量結果。被測物體則必須接地。對于capaNCDT系列測量系統,接地的工作由控制器完成。而該過程是自動完成的。

電容式測量原理特性:
采用電容式測量原理,需要潔凈和干燥的環境,否則傳感器探頭和被測物體之間的物質介電常數的變化會影響測量結果。我們也推薦任何時候,都盡量縮短探頭到控制器之間的電纜長度。對于標準設備,配備前置放大器,電纜長度設定為1m, (根據不同的模塊選擇,最長能到3m)。如果配備外置放大器,探頭到控制器之間的電纜長度可以達到20m。

電容位移傳感器一般用于需要很高精度的應用環境。他們被用于測量振動,振蕩,膨脹,位移,撓度和形變等等測量任務。因此,電容式位移傳感器經常被用作質量保證。

最新型的電容位移,分辨率可以達到納米級別。源于超強的溫度穩定性,在劇烈的溫度波動情況下,電容式傳感器是理想的選擇。

應用案例:剎車盤檢測
電容位移傳感器的一個典型案例是測量剎車盤在受力的情況下的形變。為了得到更加接近真實剎車情況下的測量結果,剎車盤必須在極端情況下進行測試。

剎車盤以2,000rpm 的速度旋轉,溫度高達 600°C。只有具備高測量速度或者截止頻率的測量手段,才可以不被由于高溫導致的,被測物體磁性和導電性能的變化所影響。 傳感器探頭還要提供特別高的分辨率,因為剎車盤受力引起的形變低于100μm。而德國米銥公司提供的電容式位移傳感器幾乎滿足所有該應用的需求,是理想的選擇。



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德國米銥電容位移傳感器capaNCDT系列


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