MANUEL D'UTILISATION | CPL190 / CPL290

GUIDE DE L'UTILISATEUR pour le

CPL190 / CPL290 - Capteur de déplacement capacitif sous-nanomètre

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TABLE DES MATIÈRES

• Homologations et considérations de sécurité
  • Contact de pointe de sonde Attention
• Documents d'assistance technique utiles en ligne
• Capteur de déplacement capacitif sub-nanométrique CPL190 / 290
  • Description
  • Fonctionnement de base
  • Faire une mesure de base
  • Interprétation de la tension de sortie
  • Présentation des commandes, voyants et connecteurs du panneau avant
    • Réglage du zéro
    • Sensibilité
    • Indicateurs de plage calibrés
    • Sortie analogique
    • Sol
    • Connecteur de sonde
  • Mesures à plusieurs canaux
  • Spécifications CPL190 / 290¹
• Modification des paramètres de bande passante CPL190 / 290/490
• Boîtiers de la série Elite
  • Spécifications de puissance
  • Connecteur d'alimentation EN191, EN192, EN193
  • Alimentation externe
  • Brochage du connecteur DAQ
  • Spécifications mécaniques: EN191, EN192, EN193
  • Spécifications mécaniques: EN196, EN198
• Accessoires
  • Air-Bearing C-LVDT: Capteur de contact capacitif de type LVDT

Homologations et considérations de sécurité

La série Elite est conforme aux normes CE suivantes:

Sécurité: EN 61010-1: 2010

CEM: CEI 61326-1: 2013, CEI 61326-2-3: 2013

Pour maintenir la conformité à ces normes, les conditions de fonctionnement suivantes doivent être maintenues:

• Tous les câbles de connexion d'E / S doivent être blindés et d'une longueur inférieure à trois mètres
• Les câbles d'alimentation CA doivent être évalués à un minimum de 250 V et 5 A
• L'alimentation CA doit être connectée à une prise secteur mise à la terre de moins de 20 A
• Utilisez l'alimentation électrique approuvée CE incluse avec les boîtiers à 1, 2 et 3 emplacements. Si une alimentation alternative est utilisée, elle doit avoir une certification CE équivalente et fournir une isolation de sécurité du secteur selon CEI60950 ou 61010.
• Les capteurs ne doivent pas être fixés à des pièces fonctionnant à des tensions dangereuses supérieures à 33 VRMS ou 70 V CC

L'utilisation de l'équipement de toute autre manière peut nuire à sa sécurité et à ses protections EMI.

Contact de pointe de sonde Attention

Les pointes de détection des sondes capacitives produisent des tensions pouvant atteindre 70 Vrms. Ce sont des tensions haute fréquence à très faible puissance donc elles ne présentent aucun danger. Normalement, lorsque la pointe de la sonde est touchée, la sonde cesse de fonctionner et la tension est réduite à près de zéro. Mais dans certaines circonstances, la tension peut provoquer un léger picotement ou une sensation de brûlure, en particulier avec les sondes de deuxième génération utilisées avec le CPL490. Pour des performances maximales, les pointes des sondes doivent rester exemptes d'huile ou d'autres contaminants.

Pour ces raisons, il est recommandé de ne pas toucher les pointes de la sonde.

Document de support technique utile en ligne

Le site Web de Lion Precision propose une large sélection de documents techniques (Notes techniques et Notes d'application) dans la bibliothèque technique. Ces documents fournissent des descriptions détaillées du fonctionnement et de l'utilisation des capteurs haute performance Lion Precision.

La bibliothèque technique est accessible à: www.lionprecision.com/technical-library/

Certains des titres incluent:

• Comprendre les spécifications de résolution du capteur et les effets sur les performances
• Théorie de fonctionnement du capteur capacitif
• Sources d'erreur: Angle sonde / cible
• Capteurs capacitifs sous vide
• Capteur capacitif en phase et cibles non mises à la terre
• Considérations relatives au câblage de la sonde capacitive
• Réponse en fréquence phase / amplitude de la série Elite
• Mesure de la hauteur Z avec des capteurs capacitifs et à courants de Foucault
• Mesure d'épaisseur avec des capteurs capacitifs
• Détection de colle avec capteurs capacitifs

Description

Le capteur capacitif CPL190 / 290 est un appareil de mesure de précision sans contact. La tension de sortie change en proportion linéaire directe avec les changements de l'écart entre la sonde et la cible. Le capteur est normalement utilisé pour mesurer des cibles conductrices, mais il peut également être utilisé avec des cibles non conductrices dans les bonnes conditions. Pour plus d'informations sur la mesure des non-conducteurs, visitez la bibliothèque technique à l'adresse www.lionprecision.com ou appelez pour obtenir de l'aide.

Le CPL190 / 290 fonctionne avec la plupart des sondes standard.

Fonctionnement de base

La tension de sortie est accessible via le connecteur BNC du panneau avant, ou par un système d'acquisition de données via le connecteur haute densité à l'arrière du boîtier. Ce connecteur peut se connecter directement aux produits d'acquisition de données National Instruments ™. Reportez-vous à la section boîtier de ce manuel pour plus d'informations sur le connecteur DAQ du système (page 19).

À mesure que l'écart entre la sonde et la cible change, la tension de sortie change en conséquence. À mesure que la sonde s'approche de la cible, la tension de sortie devient plus positive.

Remarque: les voyants «Near» et «Far» de la plage calibrée (rouge) indiquent que la sonde est hors de sa plage calibrée et la sortie n'est pas garantie d'être précise même si la tension peut être dans la plage et continuer à changer.

Les sondes sont calibrées sur des modules spécifiques. Avec les systèmes à canaux multiples, assurez-vous que le numéro sur le câble de la sonde (près du connecteur) correspond au numéro sur la poignée du module.

Le CPL290 fournit des étalonnages de sensibilité faible et élevée pour une seule sonde. Utilisez le commutateur de sensibilité pour sélectionner la sensibilité souhaitée. Les détails de l'étalonnage sont fournis sur les feuilles d'étalonnage livrées avec le produit.

Les capteurs sans contact mesurent normalement les changements par rapport à une position de référence.

Faire une mesure de base

1. Connecter la sonde au module
2. Définir la cible sur une position ou une condition de référence
3. Monter la sonde près de la cible
4. Ajustez la position de la sonde jusqu'à ce que l'indicateur «Gamme calibrée» soit en position centrale
5. Utilisez les réglages du zéro pour régler la tension de sortie à zéro (facultatif)
6. À mesure que l'écart sonde / cible change, la tension de sortie change en conséquence

Interprétation de la tension de sortie

La quantité de changement de la tension de sortie pour un changement donné dans l'intervalle sonde / cible est appelée sensibilité. La sensibilité du capteur est répertoriée sur les fiches d'étalonnage fournies avec le capteur.

Changement dans le calcul de l'écart:

Gap Change = variation de tension / sensibilité

Par exemple: avec une sensibilité de 1 V / 2 μm et un changement de tension de 3 V, le changement d'écart serait de 6 μm (3 / 0.5).

Présentation des commandes, voyants et connecteurs du panneau avant

Réglage du zéro

Règle la tension de sortie analogique après le positionnement initial de la sonde. En règle générale, la tension de sortie analogique est ajustée à zéro volt au centre de la plage. Il y a un réglage grossier (± 10 VDC), la commande extérieure, et un réglage fin (± 1 VDC), la commande intérieure. Lorsque le commutateur Zero est en position d'arrêt, le réglage du zéro n'a aucun effet.

Sensibilité (CPL290 uniquement)

Le CPL290 offre un étalonnage haute sensibilité et basse sensibilité pour une sonde. Reportez-vous aux feuilles d'étalonnage pour des informations d'étalonnage spécifiques. Sélectionnez la sensibilité souhaitée avec ce commutateur.

Les sensibilités de commutation nécessiteront généralement un repositionnement de la sonde.

Indicateur de plage calibrée

Les LED vertes indiquent que la sonde est dans sa plage calibrée et que la tension de sortie est une représentation précise de la position cible. Les LED rouges indiquent que la sonde est hors plage et que la tension de sortie n'est pas valide.

L'indicateur de plage calibrée n'est pas affecté par le réglage du zéro. Le module est étalonné en usine à zéro volt au centre de la plage, cependant, il est possible de régler la tension de sortie à zéro pendant que la sonde est positionnée vers la fin de la plage étalonnée. Dans cette situation, la sonde peut sortir de sa plage calibrée tandis que la tension de sortie continue à sembler valide. La tension de sortie peut continuer à changer, mais la sortie n'est plus garantie d'être précise. Dans cette condition, la tension de sortie peut sembler valide mais l'indicateur de plage calibrée sera rouge. Les signaux des indicateurs hors plage disponibles via le connecteur DAQ du système sont activés chaque fois que l'indicateur de plage calibrée est rouge.

Sortie analogique

Fournit une connexion à la tension de sortie analogique, qui est proportionnelle à la distance entre la sonde et la surface du matériau à mesurer. Une plage de tension de sortie typique est de ± 10 VDC. Les plages spécifiques sont répertoriées sur les feuilles d'étalonnage jointes.

La sortie analogique fournie sur le connecteur d'acquisition de données (DAQ) à l'arrière du boîtier est différentielle. Reportez-vous à la section boîtier de ce manuel pour plus d'informations sur le connecteur DAQ du système (page 19).

Sol

Un câble à fiche banane peut être connecté ici pour la mise à la terre de la cible. Dans la plupart des cas, une mise à la terre séparée de la cible n'est pas nécessaire. Si la cible n'est pas mise à la terre par un autre chemin et que la sortie présente un bruit électrique excessif, la mise à la terre de la cible peut réduire le bruit de sortie. Lorsqu'un fonctionnement à faible bruit est critique, une mise à la terre séparée est recommandée même si la cible est bien mise à la terre par un autre chemin.

Connecteur de sonde

Connectez la sonde en alignant les points rouges sur les connecteurs et en insérant le connecteur de la sonde.

Pour déconnecter la sonde, tirez sur le barillet moleté du connecteur de sonde pour le libérer. NE TIREZ PAS SUR LE CÂBLE.

Mesures à plusieurs canaux

L'utilisation de plusieurs capteurs sur la même cible nécessite que les tensions d'excitation des capteurs soient synchronisées. Cela se fait automatiquement par les boîtiers Elite Series. De plus, les numéros de canaux pairs et impairs utilisent des tensions d'excitation inversées (180 °). Cela élimine les erreurs de décalage et d'échelle qui pourraient autrement se produire avec des cibles mal mises à la terre telles que les semi-conducteurs. Pour plus de détails sur l'utilisation avec des cibles non mises à la terre et sur l'avantage des tensions d'excitation inversées, reportez-vous à la note technique Lion Precision LT03-0022 Capteurs capacitifs et cibles non mises à la terre, disponible à www.lionprecision.com; cliquer sur Bibliothèque technique.

Spécifications CPL190 / CPL290¹

¹Ces spécifications sont typiques pour les composants standard et les étalonnages. Les personnalisations peuvent affecter les performances. Vérifiez la feuille d'étalonnage livrée avec le produit pour obtenir des détails spécifiques sur votre système.

Dans les environnements EMI élevés (10 V / m), le bruit de sortie peut atteindre 0.2 VRMS (résolution de 1%) et la sortie CC peut changer.

Modification des paramètres de bande passante CPL190 / 290/490

Le CPL190 / 290/490 fournit un commutateur DIP à deux positions pour régler la bande passante.

Lorsque vous modifiez la bande passante, changez tous les modules du système. La bande passante est un paramètre à l'échelle du système; les commutateurs de bande passante des modules d'un système sont interconnectés.

Tous les commutateurs de bande passante doivent être dans la même position pour des résultats prévisibles.

Ce commutateur est situé comme indiqué sur les dessins à droite. Le tableau suivant montre les bandes passantes disponibles et leurs paramètres de commutateur DIP associés.

Les bandes passantes répertoriées sont approximatives. Les valeurs réelles dépendent de la sonde et de l'étalonnage.

Accès au commutateur DIP à bande passante

Veillez à ne changer que les interrupteurs et les cavaliers comme indiqué dans ce manuel. Tout autre changement affectera l'étalonnage du module.

Boîtiers de la série Elite

Les boîtiers Elite Series fournissent le boîtier et les signaux critiques aux modules Elite Series. Les signaux de sortie des capteurs sont disponibles via un connecteur haute densité du panneau arrière qui est configuré pour une connexion directe au matériel d'acquisition de données National Instruments ™.

Le numéro de modèle de boîtier Elite Series spécifique indique le nombre maximum d'emplacements disponibles pour les modules enfichables ainsi que d'autres fonctionnalités:

Spécifications de puissance

Connecteur d'alimentation EN191, EN192, EN193

Alimentation externe

Les systèmes EN191, EN192 et EN193 incluent une alimentation externe. L'alimentation possède un connecteur qui permet une connexion directe au boîtier.

Cette alimentation comprend une alimentation de commutation haute fréquence (100 kHz). La fréquence de commutation élevée permet aux modules de détection de fonctionner à une résolution maximale.

Brochage du connecteur DAQ

Toutes les broches non répertoriées sont réservées à un usage exclusif par Lion Precision et ne doivent pas être connectées à des contacts externes.

Spécifications mécaniques: EN191, EN192, EN193

Spécifications mécaniques: EN196, EN198

ACCESSOIRES: Air-Bearing C-LVDT: Capteur de contact capacitif de type LVDT

L'Air-Bearing C-LVDT convertit un capteur capacitif à l'aide d'une sonde capacitive standard en un capteur de déplacement de contact de haute précision similaire à un LVDT. La sonde capacitive est installée en haut du corps du C-LVDT où elle mesure l'emplacement d'une cible connectée à l'extrémité intérieure du stylet. Le C-LVDT utilise un palier à air linéaire pour un mouvement presque sans friction du stylet, et le palier à air en carbone poreux est carré pour empêcher la rotation du stylet. La pression d'air réglable pour étendre le stylet permet des forces de contact inférieures à un gramme, et le C-LVDT dispose d'un port de rétraction à travers lequel l'application de pression d'air rétractera le stylet.

Le C-LVDT utilise une pointe diamant interchangeable. Le diamant a été sélectionné sur le rubis pour les raisons suivantes:

• Frottement faible - Les forces latérales entraînent moins de déviation latérale des cibles en mouvement et moins d'hystérésis lors de l'inversion de direction.
• Surface hautement polie - Le diamant accepte et maintient un poli élevé, minimisant la possibilité de rayer la surface mesurée.
• Usure minimale - Précision accrue et durée de vie plus longue.

Réglage de la force de contact Il y a une vis de réglage de la force de contact située à l'extrémité du corps de la sonde près de la sortie du câble. Utilisez une clé hexagonale de 1/16 ″ pour tourner le réglage dans le sens des aiguilles d'une montre pour augmenter la force de contact ou dans le sens inverse pour la diminuer. La force de contact est également fonction de la pression d'air appliquée au C-LVDT. Pour maintenir une force de contact constante, la pression de l'air fourni doit être maintenue constante.

Échappement d'air

La fente de 0.1 ″ autour du corps près du haut du C-LVDT est l'endroit où l'air est évacué. Ne serrez pas le C-LVDT sur cet anneau. L'anneau doit rester au moins partiellement dégagé à tout moment pour le bon fonctionnement du C-LVDT.

Caractéristiques

Détail mécanique