Fehlerquellen: Sonden- / Zielwinkel

Kapazitiver Sensor TechNote LT03-0010
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Zusammenfassung

In dieser TechNote werden Ausmaß und Art von Messfehlern beschrieben, die darauf zurückzuführen sind, dass die Messfläche einer kapazitiven Sonde nicht parallel zur Zielfläche verläuft.

Fehlerquellen: Kapazitiver Sonden- / Zielwinkel
Art des Fehlers:

Graph

Die Systeme werden mit der Sonde senkrecht zur Zieloberfläche kalibriert. Wenn sich dieser Winkel ändert, zeigt der Ausgang eine DC-Verschiebung (Offset) relativ zum tatsächlichen Abstand von der Mittelachse der Sonde zum Ziel.

  • Der Sondenwinkel führt zu einer positiven DC-Verschiebung (Offset) des Ausgangs, wodurch das Ziel näher erscheint.
  • Verstärkungsfehler (Skalierungsfehler) aufgrund des Tastkopfwinkels sind im Vergleich zur DC-Verschiebung (Offset-Verschiebung) unbedeutend.
Ausmaß des Fehlers:

Zusätzlich zum Sonden- / Zielwinkel ist die Größe des Fehlers abhängig von: Sensorradius, Sonden- / Zielspalt, Sensorgeometrie.
Fehler [m] wird von dieser Funktion beschrieben:

Formel


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Wo:
r = Radius [Meter] der Sondenfläche
d = Sonden- / Zielspalt direkt unter der Sondenmittelachse [Meter]
Θ = Sonden- / Zielwinkel [Bogenmaß] 
k = experimentell bestimmte Konstante zur Berücksichtigung von Feldsaumfehlern
Typische k-Werte liegen bei 5.
Beispiel 1: 0.5 mm Sensorradius bei einem Spalt von 0.25 mm und einem Winkel von 0.0002 rad ergibt einen Fehler von ungefähr 0.05 nm.
Beispiel 2: Ein Sensorradius von 3 mm bei einem Abstand von 0.75 mm und einem Winkel von 0.03 rad ergibt einen Fehler von ungefähr 13 um.