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電容式傳感器最大檢測范圍和提供極高的分辨率及穩定性

發表時間:2022-05-11 16:38【 閱讀量:-查看手機網址
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 電容式傳感器采用非接觸式設計。也就是說,他們能夠在不接觸物體的情況下精確測量物體的位置或位移。因此,被測物體不會變形或損壞,目標運動也不會受到抑制。此外,它們可以測量高頻運動,因為傳感器的任何部分都不需要與物體保持接觸,使其成為振動測量或高速生產線應用的理想選擇。

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 1、范圍/距離


 電容式傳感器的量程由傳感器的直徑或面積決定。面積越大,測量范圍越大。測量范圍通常在探頭接觸目標時開始指定。此時放大器的輸出為零伏。當間隙增加到等于電容系統的滿量程測量范圍時,放大器輸出為10伏(Vdc)。理論上,探頭可以在這兩個極端之間的任何位置工作,但是,不建議在間隙的10%以下工作。話雖如此,理想的工作或隔離距離在5Vdc到7Vdc之間,這將允許目標靠近或遠離探頭而不會超出范圍。


 測量傳感器都具有內置的直流電壓偏移。一旦啟用,輸出電壓可以通過簡單地調節電位器改變多達10伏。如果您的數據采集或監控系統需要-5Vdc至+5Vdc輸入,或者希望從某個固定電壓點進行相關測量,這是理想的選擇。


 2、解析度


 位移傳感器的分辨率定義為特定系統能夠可靠測量的最小距離變化量。電容傳感器提供極高的分辨率和穩定性,通常超過昂貴和復雜的激光干涉儀系統。由于它們能夠檢測如此小的運動,它們已成功用于許多要求苛刻的測量應用,包括計算機磁盤驅動器跳動、顯微鏡聚焦和高度復雜的光刻工具中的納米定位。


 決定分辨率的主要因素是系統的電噪聲。如果傳感器與目標之間的距離恒定,則電壓輸出仍會由于系統的“白”噪聲而略有波動。假設在沒有外部信號處理的情況下,無法檢測到小于儀器隨機噪聲的電壓輸出偏移。


 因此,大多數分辨率值是基于噪聲的峰峰值呈現的,可以用以下公式表示:分辨率=靈敏度X噪聲


 靈敏度只是測量范圍除以電容放大器的電壓輸出擺幅。從公式中可以看出,對于固定靈敏度,分辨率僅取決于系統的噪聲。噪音越低,分辨率越好!


 值得注意的是,一些制造商根據峰值或rms噪聲指定分辨率,從而聲稱分別比峰峰值好2倍和6倍。雖然是一種可接受的方法,但它有些誤導,因為大多數用戶沒有能力解讀小于峰峰值噪聲值的電壓變化。噪聲量取決于系統帶寬。這是因為噪聲通常隨機分布在很寬的頻率范圍內,通過過濾限制帶寬將消除一些不需要的高頻波動。

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