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(duì)的被測(cè)物體。如果有穩(wěn)定交流電通過(guò)傳感器，輸出交流電的電壓會(huì)與傳感器到被測(cè)物體之間的距離成正比關(guān)系，從而可以通過(guò)測(cè)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(cè)量?jī)x器，具有一般非接觸式儀器所共有的無(wú)磨擦、無(wú)損磨特點(diǎn)外，還具有信噪比大，靈敏度高，零漂小，頻響寬，非線(xiàn)性小，精度穩(wěn)定性好，抗電磁干擾能力強(qiáng)和使用操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中, 源于獨(dú)特的磁屏蔽環(huán)設(shè)計(jì)，德國(guó)米銥的電容式傳感器可以實(shí)現(xiàn)近乎完美的線(xiàn)性測(cè)量。但是，電容傳感器要求探頭到被測(cè)物體之間的電介質(zhì)必須均勻恒定。測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于測(cè)量范圍內(nèi)的電介質(zhì)變化非常敏感。德國(guó)米銥的電容式位移傳感器也可以用于絕緣體的測(cè)量，源于這些絕緣體會(huì)改變測(cè)量間隙內(nèi)的介電常數(shù)。通過(guò)后續(xù)電路的調(diào)整，即使測(cè)量絕緣體，也可以得到幾乎線(xiàn)性的信號(hào)輸出。源于電磁轉(zhuǎn)化過(guò)程，電容傳感器可以測(cè)量所有金屬。電容測(cè)量系統(tǒng)主要測(cè)量平板電阻的阻抗值，阻抗值與探頭到被測(cè)物體之間的距離成正比。
傳統(tǒng)電容式傳感器，會(huì)從電極側(cè)面散發(fā)磁力線(xiàn)。這中磁場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。德國(guó)米銥的電容式傳感器帶有一個(gè)接地屏蔽環(huán)，可以有效減少側(cè)面磁場(chǎng)和邊界效應(yīng)，從而得到更加準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。從接地屏蔽環(huán)發(fā)出的磁力線(xiàn)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。
高精度測(cè)量
電容式測(cè)量原理是幾種精度最高的測(cè)量原理之一。但是問(wèn)題是，如此微小的測(cè)量距離會(huì)導(dǎo)致測(cè)量信號(hào)變化同樣微小。也就是說(shuō)，在探頭和被測(cè)物體之間僅有很少量的電子可以用來(lái)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(guò)探頭到控制器的電路，也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)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(hào)質(zhì)量。雙屏蔽電纜與接地磁屏蔽技術(shù)的使用，使高精度測(cè)量成為可能。
由于環(huán)境溫度的改變，導(dǎo)致的被測(cè)物體導(dǎo)電性變化，對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響。電容式測(cè)量原理使傳感器甚至可以在波動(dòng)的溫度環(huán)境下使用。德國(guó)米銥的電容傳感器探頭擁有非常復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。作為平板電容，可以根據(jù)客戶(hù)的不同要求，將傳感器安裝在不同機(jī)械結(jié)構(gòu)上。
德國(guó)米銥的 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(dá)到納米級(jí)別。
德國(guó)米銥的電容式傳感器可以在更換探頭時(shí)，無(wú)需重新校準(zhǔn)。這無(wú)疑大大方便了客戶(hù)。這使得不同量程的電容傳感器和控制器可以簡(jiǎn)便的更換，而無(wú)需重新校準(zhǔn)。更換一支傳感器的時(shí)間僅僅為數(shù)秒，這比起市場(chǎng)上絕大部分傳感器來(lái)說(shuō)，是個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。德國(guó)米銥還允許被測(cè)物體的非接觸接地。如果同時(shí)使用兩通道測(cè)量，例如厚度測(cè)量，必須同步兩個(gè)通道的測(cè)量結(jié)果。被測(cè)物體則必須接地。對(duì)于capaNCDT系列測(cè)量系統(tǒng)，接地的工作由控制器完成。而該過(guò)程是自動(dòng)完成的。
電容式測(cè)量原理特性:
采用電容式測(cè)量原理,需要潔凈和干燥的環(huán)境，否則傳感器探頭和被測(cè)物體之間的物質(zhì)介電常數(shù)的變化會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。我們也推薦任何時(shí)候，都盡量縮短探頭到控制器之間的電纜長(zhǎng)度。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，配備前置放大器，電纜長(zhǎng)度設(shè)定為1m， （根據(jù)不同的模塊選擇，最長(zhǎng)能到3m）。如果配備外置放大器，探頭到控制器之間的電纜長(zhǎng)度可以達(dá)到20m。
電容位移傳感器一般用于需要很高精度的應(yīng)用環(huán)境。他們被用于測(cè)量振動(dòng)，振蕩，膨脹，位移，撓度和形變等等測(cè)量任務(wù)。因此，電容式位移傳感器經(jīng)常被用作質(zhì)量保證。
最新型的電容位移，分辨率可以達(dá)到納米級(jí)別。源于超強(qiáng)的溫度穩(wěn)定性，在劇烈的溫度波動(dòng)情況下，電容式傳感器是理想的選擇。
應(yīng)用案例：剎車(chē)盤(pán)檢測(cè)
電容位移傳感器的一個(gè)典型案例是測(cè)量剎車(chē)盤(pán)在受力的情況下的形變。為了得到更加接近真實(shí)剎車(chē)情況下的測(cè)量結(jié)果，剎車(chē)盤(pán)必須在極端情況下進(jìn)行測(cè)試。
剎車(chē)盤(pán)以2,000rpm 的速度旋轉(zhuǎn)，溫度高達(dá) 600°C。只有具備高測(cè)量速度或者截止頻率的測(cè)量手段，才可以不被由于高溫導(dǎo)致的，被測(cè)物體磁性和導(dǎo)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?yàn)閯x車(chē)盤(pán)受力引起的形變低于100μm。而德國(guó)米銥提供的電容式位移傳感器幾乎滿(mǎn)足所有該應(yīng)用的需求，是理想的選擇。
