BENUTZERHANDBUCH | CPA100 / CPA100e

CPA100

BENUTZERHANDBUCH für die

CPA100 / CPA100e - Kapazitiver Wegsensor

 

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Zulassungen und Sicherheitsaspekte

Der CPA100 entspricht den folgenden CE-Richtlinien:

2006 / 95 / EC Niederspannungsrichtlinie

2004/108 / EG (EMV)

Um die Einhaltung dieser Standards zu gewährleisten, müssen die folgenden Betriebsbedingungen eingehalten werden:

  • Alle E / A-Verbindungskabel müssen kürzer als drei Meter sein
  • Wechselstromkabel müssen für mindestens 250 V und 5 A ausgelegt sein
  • Wechselstrom muss an eine geerdete Steckdose mit einer Nennleistung von weniger als 20 A angeschlossen werden
  • Verwenden Sie das mitgelieferte CE-geprüfte Netzteil. Wenn ein alternatives Netzteil verwendet wird, muss es über eine gleichwertige CE-Zertifizierung verfügen und gemäß IEC60950 oder 61010 vom Netz isoliert sein.
  • Sensoren dürfen nicht an Teilen angebracht werden, die mit gefährlichen Spannungen über 30 Veff oder 60 V Gleichstrom betrieben werden
  • Alle externen Anschlüsse müssen SELV (Safety Extra Low Voltage) sein.

Eine andere Verwendung des Geräts kann die Sicherheit und den EMI-Schutz des Geräts beeinträchtigen.


CPA100 und CPA100e

Der CPA100e ist mit dem CPA100 identisch, mit der Ausnahme, dass die Auflösung auf den besten Fall von 0.3 μm begrenzt ist. Aus diesem Grund ist für den CPA100e keine Exportlizenz erforderlich. Dieses Handbuch bezieht sich nur auf den CPA100, alle Anweisungen gelten jedoch für den CPA100e, sofern nicht anders angegeben.


BESCHREIBUNG

Der kapazitive Wegsensor CPA100 von Lion Precision bietet wiederholbare berührungslose Messungen von Positionsänderungen leitfähiger Ziele. Der CPA100 kann in vielen Anwendungen auch nichtleitende Ziele erkennen. Das System besteht aus einer Treiberelektronik und einer Sonde. Die werkseitigen Kalibrierungsinformationen sind in einem Kalibrierungszertifikat aufgeführt, das mit dem System geliefert wird.

Der CPA100 liefert eine nichtlineare analoge Spannung proportional zu Änderungen der Zielposition und einen digital geschalteten (Soll-) Ausgang.


Bedienelemente und Anzeigen an der Vorderseite

 

BereichsanzeigeBereichsanzeige

Die Bereichsanzeige überwacht die Ausgangsspannung, um Zustände außerhalb des Bereichs und die ungefähre Position der Sonde im Bereich von 0-10 V anzuzeigen. Die Anzeigen NEAR und FAR leuchten rot, wenn die Ausgangsspannung den Bereich von 0-10 VDC überschreitet. Sie sind grün, wenn der Ausgang innerhalb von 3.3 Volt vom Bereichsende liegt. Da die Anzeige die Ausgangsspannung überwacht, wird sie von den Einstellungen für Zero und Gain beeinflusst.

Nullpunkteinstellung

Durch Drehen der Nullpunkteinstellung wird der Gleichstrompegel der Ausgangsspannung verschoben. Der Einstellbereich beträgt ± 5 VDC. Die Einstellung hat einen mechanischen Bereich von 20 Umdrehungen. Durch Überdrehen wird die Einstellung nicht beschädigt. Um die Einstellung zu zentrieren, drehen Sie eine Richtung um 20 Umdrehungen und die Richtung um 10 Umdrehungen.

Verstärkung anpassen

Durch Drehen der Verstärkungseinstellung wird die Empfindlichkeit des Sensors geändert - der Betrag der Ausgangsspannungsänderung für einen bestimmten Betrag der Änderung der Zielposition. Die Einstellung hat einen Bereich von 0.2 bis 5 mal den werkseitig kalibrierten Werten, wie auf dem Kalibrierungsblatt aufgeführt. Die Einstellung hat einen mechanischen Bereich von 20 Umdrehungen. Durch Überdrehen wird die Einstellung nicht beschädigt. Um die Einstellung zu zentrieren, drehen Sie eine Richtung um 20 Umdrehungen und die Richtung um 10 Umdrehungen.

Der CPA100 hat einen nichtlinearen Ausgang; Die Empfindlichkeit ändert sich über den gesamten Sondenbereich.

Das Einstellen der Verstärkung kann sich auf die Nullpunkteinstellung auswirken, bei der eine Neueinstellung erforderlich ist.

Sollwertanzeige

Der CPA100 verfügt über einen Sollwertausgang, der je nach Konfiguration einen Schalter schließt, wenn die Ausgangsspannung über oder unter 5 V liegt. Wenn der Schalter geschlossen ist, leuchtet diese Anzeige grün. Wenn der Schalter geöffnet ist, ist die Anzeige aus.

Während des Setups kann die Nullpunkteinstellung verwendet werden, um den 5-VDC-Ausgang so einzustellen, dass er bei einer bestimmten Sonden- / Ziellücke für die grundlegende Go- / No-Go-Messung auftritt.


Analoges Ausgangssignal

Das Ausgangssignal ist eine analoge Spannung im Bereich von 0-10 VDC. Die Ausgangsspannung ist proportional zum Sondenzielabstand. Wenn der Probenzielabstand zunimmt, wird die Spannung positiver.

Durch Drehen der Verstärkungseinstellung wird der Betrag der Ausgangsspannungsänderung für eine Änderung der Sondenziellücke geändert.


Sollwert-Schaltausgang

Wenn die Ausgangsspannung über 5.5 V ansteigt, werden die Sollwertschalterkontakte geschlossen. Da die Hysterese 0.5 V beträgt, bleibt der Schalter geschlossen, bis die Ausgangsspannung unter 5.0 V fällt. Die Polarität des Sollwertschalters kann am Konfigurations-Jumperblock umgekehrt werden (siehe Seite 7).

Diese Kontakte haben einen maximalen Widerstand von 2.5 Ω und können bis zu 250 mA leiten. Die maximal schaltbare Spannung beträgt 30VAC / 60VDC. Der Ausgang ist ein Halbleiterschalter und kann Wechselstrom oder Gleichstrom leiten.


Verwendung mehrerer CPA100s

Wenn mehrere CPA100-Sensoren zusammen verwendet werden, müssen die Sensoren synchronisiert werden, um zusätzliches Rauschen in den Sensorausgängen zu vermeiden. Die Synchronisierung erfolgt durch Anschließen von Synchronisierungskabeln zwischen den SYNC-Anschlüssen an der Vorderseite (bei Bedarf „T“ -Anschlüsse verwenden).

Master / Slave-Konfiguration

Wenn zwei oder mehr Sensoren synchronisiert werden, muss nur ein Sensor als „Master“ konfiguriert werden. alle anderen als „Slaves“. Wenn mehr als zwei Sensoren synchronisiert sind, sollte sich der Master am Ende der Synchronisations- „Kette“ befinden.

Synchronisierungsbeendigung

Wenn vier oder mehr Sensoren synchronisiert sind, sollte der Sensor am gegenüberliegenden Ende der Synchronisationskette vom Master als „Sync Terminator“ eingestellt werden. Der Sync Terminator stellt sicher, dass die Synchronisationssignale unverzerrt bleiben. Es sollte nur ein Sensor als Sync Terminator konfiguriert werden. Diese Konfiguration wird am Konfigurations-Jumperblock durchgeführt (siehe Seite 7).

Sondenanregungsphaseneinstellung

Bei Verwendung mehrerer Sensoren trägt die Verwendung unterschiedlicher Phasen der Sondenanregungsspannung zur Leistungsverbesserung bei, insbesondere bei Verwendung eines nicht geerdeten oder intermittierend geerdeten Ziels wie einer rotierenden Spindel oder eines anderen beweglichen Teils. Ausführliche Informationen hierzu finden Sie in unserer TechNote LT03-0022 Kapazitive Sensoren und nicht geerdete Ziele. Die TechNote ist in der Technischen Bibliothek auf unserer Website verfügbar (www.lionprecision.com)

Die Sondenantriebsspannung kann als Phase 1 oder Phase 2 ausgewählt werden. Dies erfolgt am Konfigurations-Jumperblock (siehe Seite 7 ).


Fernbedienung von Zero and Gain

Null- und Verstärkungseinstellungen können mit an den CPA100 angeschlossenen Fernpotentiometern vorgenommen werden. Für jede Steuerung ist ein separater Anschluss vorgesehen, an dem die Kontakte im Uhrzeigersinn, gegen den Uhrzeigersinn und Wischer vom externen Potentiometer angeschlossen werden müssen. Die Nullpunkteinstellung erfordert ein 10-kΩ-Potentiometer und die Verstärkungseinstellung erfordert ein 50-kΩ-Potentiometer.

Die Fernbedienungseinstellungen funktionieren genauso wie die Einstellungen an der Vorderseite. Da diese direkt an empfindliche Teile des Stromkreises angeschlossen werden, sollten die Verbindungen so kurz wie möglich gehalten werden und eine abgeschirmte Verkabelung wird empfohlen.

Die Verwendung von Fernpotentiometern für diese Einstellungen erfordert Änderungen am Konfigurations-Jumperblock. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt Konfigurations-Jumperblock (7 Seite).


Anschließen an den CPA100

Anschließen an den CPA100

Anschlüsse BESCHREIBUNG Einschränkungen
Pin Bottom-Front-Anschluss: Stromversorgung und Analogausgang
1 Ausgangssignal Ausgangssignalspannung 0-10VDC
2 Boden Boden
3 Boden Boden
4 15-24VDC Eingangsleistung 15-24 VDC von einer CE-zugelassenen Stromquelle 170mA max.
Top-Rear-Anschluss: Fernverstärkungseinstellung 50-kΩ-Potentiometer
1 CW Potentiometer im Uhrzeigersinn Abgeschirmtes Kabel empfohlen
2 Wischer Potentiometer-Wischeranschluss
3 CCW Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn
4 NC Keine Verbindungen
Top-Front-Anschluss: Remote Zero Adjustment 10 kΩ Potentiometer
1 CW Potentiometer im Uhrzeigersinn Abgeschirmtes Kabel empfohlen
2 Wischer Potentiometer-Wischeranschluss
3 CCW Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn
4 NC Keine Verbindungen
Unten-hinten-Anschluss: Sollwertgeschalteter Ausgang
1 NC Keine Verbindung
2 NC Keine Verbindungen
3 Schalter Kontakt 1 des Schaltausgangs

3 VAC, 60 VDC

250mA max

4 Schalter Kontakt 2 des Schaltausgangs

 


Konfigurations-Jumperblock

Der Konfigurationsbrückenblock befindet sich auf der Rückseite des CPA100 im Bereich der DIN-Schienenhalterung. Dieser Block enthält Jumper zum Konfigurieren verschiedener Aspekte des Geräts. Die folgende Tabelle enthält Details.

Jumper anJumper an

Jumper ausJumper aus

Konfigurations-Jumperblock


Leistungsmerkmale
Parameter Spezifikation Einschränkungen
Leistungsbedarf 15-24 VDC, 2.5 W Verwenden Sie eine CE-konforme Quelle
Auflösung (typisch)1,2

0.03% (CPA100)

0.3 μm oder höher (CPA100e)

@ 15 kHz
Bandbreite 15 kHz (-10% / + 30%)
Analog Output1

0-10 VDC kalibrierter Bereich,

-0.8-12 VDC voller Bereich, 0 Ω

Sollwert-Schaltausgang

Festkörperschalter schließen:

30 VAC / 60 VDC max

2.5 Ω, 100 mA max

Offstate-Leckage: <1 nA

Treiber- und Prober-Betriebsumgebung 4 ° C ° C bis 50

 

1Die tatsächlichen Werte hängen von der Sonde und dem Bereich ab und sind auf dem mit dem Produkt gelieferten Kalibrierungszertifikat aufgeführt. Wenden Sie sich an Lion Precision, um Ersatzzertifikate zu erhalten.

2In Umgebungen mit hoher EMI (10 V / m) können die Ausgangsgeräuschpegel auf 0.25 Veff steigen


Typische Ausgangslinearität

Typische Ausgangslinearität


Mechanisches Detail

Mechanisches Detail