Fuentes de error: sonda / ángulo objetivo

Sensor capacitivo TechNote LT03-0010
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Resumen

Esta nota técnica describe el alcance y la naturaleza de los errores de medición como resultado de que la superficie de detección de una sonda capacitiva no es paralela a la superficie objetivo.

Fuentes de error: sonda capacitiva / ángulo objetivo
Naturaleza del error:

Gráfico

Los sistemas se calibran con la sonda perpendicular a la superficie objetivo. A medida que cambia ese ángulo, la salida mostrará un cambio de CC (desplazamiento) en relación con el espacio real desde el eje central de la sonda hasta el objetivo.

  • El ángulo de la sonda introduce un desplazamiento positivo de CC (desplazamiento) en la salida, lo que hace que el objetivo aparezca más cerca.
  • El error de ganancia (escala) debido al ángulo de la sonda es insignificante en comparación con el desplazamiento DC (offset).
Alcance del error:

Además del ángulo de la sonda / objetivo, la magnitud del error depende de: radio del sensor, espacio de la sonda / objetivo, geometría del sensor.
El error [m] es descrito por esta función:

Fórmula


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Dónde:
r = radio [metros] del área del sensor de la sonda
d = espacio de sonda / objetivo, directamente debajo del eje central de la sonda [metros]
Θ = ángulo de sonda / objetivo [radianes] 
k = constante determinada experimentalmente para tener en cuenta los errores de franja de campo
Los valores típicos de k son alrededor de 5.
Ejemplo 1: el radio del sensor 0.5mm, en el espacio 0.25mm, con un ángulo radiante 0.0002 produce un error de aproximadamente 0.05nm.
Ejemplo 2: el radio del sensor 3mm, con un espacio 0.75mm, con un ángulo radiante 0.03 produce un error de aproximadamente 13µm.