电容式非接触式测微仪,通过电容测头可以测量0-200μm范围内的微小位移,测量精度为纳米级。测微仪由机箱与传感模块组成,可组成多测量通道数。 它基于一个理想的平行板电容器原理,传感器与相对面被测目标形成的两个电极,采用保护环电容器原理,用于测量任何金属时,传感器仍是线性的。
《差动式多层环形电容测微仪》电容传感器是一种通过简单的机械结构就能实现低功耗、良好
甘肃电容测微仪
电容式非接触式测微仪,通过电容测头可以测量0-200μm范围内的微小位移,测量精度为纳米级。测微仪由机箱与传感模块组成,可组成多测量通道数。 它基于一个理想的平行板电容器原理,传感器与相对面被测目标形成的两个电极,采用保护环电容器原理,用于测量任何金属时,传感器仍是线性的。
《差动式多层环形电容测微仪》电容传感器是一种通过简单的机械结构就能实现低功耗、良好的动态性能以及非接触式测量等特点的传感器。电容传感器能有效检测到微米级的位移变化,具有非常高的精度,应用前景广泛。目前主要广泛应用于地震灾害监测、航空航天及工业生产中对微小位移、液位、压力、重力等参数的测量。
精密离心机主轴回转误差直接影响精密离心机动态半径的测量、离心加速度输出精度以及精密离心机主轴运行安全性,必须精准测量主轴回转误差参数;介绍一种应用3个电容测微仪测试并分离主轴回转误差与圆度误差的方法,利用MATLAB对三只电容测微仪安装角度误差、主轴全周采样点数、测试系统本底噪声对主轴回转误差测试结果影响进行分析,得出采样点数N、测微仪安装角度误差δα、δβ以及测试系统本底噪声对回转误差分离的影响,基于结果确定了10-6量级精密离心机主轴回转误差测量的几个工程参数。该方法已应用于某精密离心机主轴回转误差精密测试中,实测表明,转速在300 rpm内精密离心机纯回转误差测量结果为0.25 μm,满足10-6量级精密离心机的研制指标需求。
被测非电量的变化变换成电容量变化的一种传感器,它与常规的光电传感器、电阻式、电感式传感器相比有如下优点:
输入能量极低,需要非常小的输入。由于带电极板间静电引力很小,约到10-5N量级,因此它特别适用于解决输入能量低的测量问题,如微小位移和微小压力变化的精密测量。
作为电容式测微仪的核心,发展的较为成熟、应用较为广泛的转换电路形式有调频式、运算放大式、脉冲调宽式和AC桥路法等;按结构形式分类,电容位移传感器可以分为,变极距型、变面积型和变介质常数型等。变面积型电容传感器可以测量较大的位移,量程为零点几毫米至几毫米之间,线性度优于0.5%,分辨力为0.01~0.001μm。变极距型电容传感器主要适用于较小位移的测量量程在0.01μm至几百微米,精度可达到0.01μm以内,分辨力可以达到0.001μm以内。其中基本的是平面变极距型,主要用于精密测量、精密定位等。电容测微仪可以测量一般的长度,也可测量振动、压力、介质的温度等多种参数。它既可以进行静态测量,也可以进行动态测量;据目前相关材料看,电容测微仪的分辨力可以达到1nm~0.1nm,用于测量微位移及微小尺寸的系统精度能达到10nm左右,测量压力及压差的系统精度达到帕级,此外测量振动、薄膜厚度及液位的仪器均得到成功的应用,特别是近年来出现的成功应用电容测微仪技术测量盲小孔和微孔直径。现在电容测微仪的主要生产厂家有天津大学精仪学院,英国Queensgate Instrument公司,美国Wanye Kerr公司等。
在电容微位移测量中,电容位移传感器对微位移的测量越精准、响应速度越快、非线性越小,整体性能就越好。首先由传感器感受微位移的变化,并将其转换成电容量的变化,然后经过信号转换电路将电容量的变化转换成可测的电压信号,然后利用A/D转换器实现信号的采集,由单片机进行信号的处理和传输。终实时显示,并进行线性拟合给出相关数据。
以电容式微位移传感器为基础,利用运算放大器测量电路原理,当恒定频率的正弦激励电流通过传感器电容时,传感器上产生的电压幅值与电容极板间隙成比例关系。主放大器具有高输入阻抗,保证足够大的开环增益以实现运算,其输出为一调幅波,幅值的变化与被测位移变化一一对应。通过全波整流电路、增益滤波电路对放大的被测信号进行解调,进入A/D转换进行数据处理,在单片机的控制下完成数据的显示等过程,提高了输出信号的抗干扰性。
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