MANUEL D'UTILISATION | CPL590 / CPL592 / EN591

CPL590

GUIDE DE L'UTILISATEUR pour le

CPL590 / CPL592 / EN591 - Systèmes de capteurs capacitifs

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TABLE DES MATIÈRES
  • CONSIDÉRATIONS D'APPROBATION ET DE SÉCURITÉ
  • DOCUMENTS D'ASSISTANCE TECHNIQUE UTILES EN LIGNE
    • Contact de pointe de sonde Attention
  • EN591 - CAPTEUR DE DÉPLACEMENT CAPACITIF SOUS-NANOMÈTRE CPL591 / 592
  • OPÉRATION DE BASE
  • INTERPRÉTATION DE LA SORTIE
  • COMMANDES, INDICATEURS ET CONNECTEURS DU PANNEAU AVANT
    • Réglage du zéro
    • Bouton de plage (CPL592 uniquement)
    • Indicateur de plage calibrée
    • Sortie analogique - simple
    • Connecteur de sonde
  • APERÇU DES COMMANDES ET DES CONNECTEURS DU PANNEAU ARRIÈRE
    • Alimentation à distance et sortie différentielle
    • Différentiel de sortie analogique
    • USB
    • LVDS SPI
    • Paramètres de bande passante
    • Sol
  • SPÉCIFICATIONS EN591 - CPL591 / 592
  • Dessins de boîtier EN591
  • SPÉCIFICATIONS DE PUISSANCE
  • ALIMENTATION EXTERNE
  • ANNEXE A
    • Installation du logiciel de démonstration
    • Logiciel de démonstration de base
    • Écrans d'affichage des données principales
  • APPENDICE B
    • SPI - Général
    • Caractéristique d'E / S numérique électrique
    • Brochage du connecteur SPI6
    • Protocole d'interface SPI
    • Diagrammes de synchronisation
    • Commande d'écriture
    • Commande de lecture
    • Câblage de référence du câble du port d'affichage

CONSIDÉRATIONS D'APPROBATION ET DE SÉCURITÉ

L'EN591 est conforme aux normes CE suivantes:

  • Sécurité: IEC 61010-1: 2010
  • CEM: CEI 61326-1: 2013, CEI 61326-2-3: 2013, CEI 6100-3-2: 2014, CEI 6100-3-3: 2013  Et EN 55011: 2009 + A1: 2010

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 des boîtiers à 1 emplacement. Si une alimentation alternative est utilisée, elle doit avoir une certification CE équivalente et fournir une isolation de sécurité du secteur selon CEI 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 allant jusqu'à 70 Vrms. Ce sont des tensions haute fréquence de très faible puissance, elles ne présentent donc aucun danger. Normalement, lorsque la pointe de la sonde est touchée, la sonde cesse de fonctionner et la tension est réduite à presque zéro. Mais dans certaines circonstances, la tension peut provoquer un léger picotement ou une sensation de brûlure. Pour des performances maximales, les pointes de sonde doivent rester exemptes d'huile ou d'autres contaminants.

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


DOCUMENTS D'ASSISTANCE TECHNIQUE UTILES 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 sur: https://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

EN591 - CAPTEUR DE DÉPLACEMENT CAPACITIF SOUS-NANOMÈTRE CPL591 / 592

Le capteur capacitif CPL591 / 592 est un appareil de mesure de précision sans contact avec des fonctionnalités numériques ajoutées. La sortie peut être en tension ou numérique avec des changements en proportion linéaire directe au déplacement 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 sur https://www.lionprecision.com/ ou appelez pour obtenir de l'aide.


OPÉRATION DE BASE

La tension de sortie analogique est accessible à partir de deux emplacements. Sortie asymétrique via le connecteur BNC du panneau avant, ou sortie différentielle via le connecteur DB9 du panneau arrière. Lorsque la sonde s'approche de la cible, la tension de sortie devient plus négative / plus petite et il en va de même pour la sortie numérique.

Les données numériques sont accessibles via USB ou via LVDS SPI via le port d'affichage. Les données numériques sont présentées par un comptage numérique 16 bits de 0 à 65535 pleine échelle où la plage calibrée est de 3276 à 62259. Annexe A & Annexe B fournira des informations plus détaillées sur le logiciel de démonstration et la commande de protocole numérique.

REMARQUE: le voyant rouge «Near» et «Far» indique que la sonde est hors de sa plage calibrée et que la sortie n'est pas garantie d'être précise même si la tension ou les comptages peuvent continuer à changer.

Les sondes sont calibrées sur des modules spécifiques. Assurez-vous que le numéro de série sur la sonde correspond au numéro sur les documents d'étalonnage.

Le CPL592 fournit deux plages d'étalonnage pour une seule sonde. Utilisez le bouton de plage sur le panneau avant ou le protocole numérique pour sélectionner la sensibilité souhaitée. Les détails de l'étalonnage sont fournis sur les documents d'étalonnage inclus.

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

CPL592

INTERPRÉTATION DE LA SORTIE

La quantité de changement de la tension de sortie ou des comptages numériques pour un changement donné dans l'intervalle sonde / cible est appelée sensibilité. La sensibilité du capteur est répertoriée sur les documents d'étalonnage.

Changement dans le calcul de l'écart dans la tension:

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'intervalle serait de 6 µm (3 / 0.5).

Changement dans le calcul de l'écart en nombre:

Changement d'écart = Changement de compte / Sensibilité

Par exemple: avec une sensibilité de 236 comptages / µm et un changement de comptage de 1416, le changement d'écart serait de 6 µm (1416/236).


COMMANDES, INDICATEURS ET CONNECTEURS DU PANNEAU AVANT

Réglage du zéro

Règle la tension de sortie analogique après le positionnement initial de la sonde. En appuyant sur le bouton zéro tout en étant proche du centre de la plage, la tension de sortie analogique à la position actuelle s'ajuste à zéro volt. Appuyez à nouveau sur le bouton zéro pour désactiver le réglage du zéro.

Bouton de plage (CPL592 uniquement)

Le CPL592 fournit deux plages d'étalonnage pour une seule sonde. Reportez-vous aux documents d'étalonnage pour obtenir des informations spécifiques sur l'étalonnage. Appuyez sur le bouton de plage pour alterner entre les plages.

REMARQUE: La commutation des plages nécessite 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 sortie est une représentation précise de la position cible. Les LED rouges indiquent que la sonde est hors de portée et que la sortie n'est pas valide.

Schéma avant du CPL592

 

Sortie analogique - simple

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

Connecteur de sonde

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

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


APERÇU DES COMMANDES ET DES CONNECTEURS DU PANNEAU ARRIÈRE

Alimentation à distance et sortie différentielle

L'EN591 est alimenté par +15 VDC, -15 VDC et +5 VDC via le connecteur DB9. Il fournit également une sortie de tension analogique différentielle.

Connexion des broches

Différentiel de sortie analogique

Les sorties non inversées et inversées sont utilisées ensemble comme sortie différentielle. La sortie différentielle aide à éliminer le bruit électrique induit dans les fils de connexion par la source de bruit telle que les ordinateurs, les transformateurs de puissance, etc.

La tension de sortie non inversée devient plus négative (par rapport à la terre) lorsque la sonde se rapproche de la cible. La tension de sortie inversée devient plus positive (par rapport à la terre) lorsque la sonde se rapproche de la cible. Les sorties non inversées et inversées sont chacune ± 5 VDC par rapport à la terre; la sortie différentielle est donc de ± 10 VDC.

Les broches de connexion de sortie analogique sont positionnées pour permettre un câble à paire torsadée pour une réduction maximale du bruit différentiel.

ATTENTION: NE connectez PAS les sorties à la terre, sinon l'appareil serait endommagé.

USB

L'EN591 fournit une interface USB 2.0 haute / pleine vitesse pour collecter les données numériques de l'appareil vers un PC. Les documents de l'API USB, le programme de démonstration et des exemples peuvent être téléchargés à partir de la page Web du produit. L'annexe A fournit un aperçu rapide du programme de démonstration de démarrage rapide exécuté sur USB.

Plus d'informations sur l'utilisation de l'API USB:

Document API CPL590 (Cliquez ici pour voir le PDF)

Plus d'informations sur le programme de démonstration Quick Start:

Manuel du logiciel de démonstration CPL590 (Cliquez ici pour voir le PDF)

LVDS SPI

LVDS SPI est accessible via le port d'affichage. Pour les applications en boucle fermée ou d'autres applications en temps réel, ce protocole de communication de bas niveau peut être connecté à un microcontrôleur, un microprocesseur, un FPGA, etc. Il prend en charge un taux d'échantillonnage à grande vitesse jusqu'à 10 MHz (100 ns) et des contrôles système de base tels que le changement de sensibilité , changement de bande passante et activation / désactivation de l'horloge d'excitation vers l'EN591. L'annexe B fournit les spécifications électriques, le chronogramme, les commandes SPI et un schéma de connexion pour référence.

REMARQUE: les câbles du port d'écran ne sont pas droits.

Paramètres de bande passante

L'EN591 fournit un commutateur rotatif à quatre positions pour régler la largeur de bande du signal. L'image du commutateur et le tableau ci-dessous montrent les bandes passantes disponibles et les paramètres de commutateur physique associés.

Paramètres de bande passante

Sol

Une vis de mise à la terre est fixée au boîtier arrière pour mettre la cible à la terre. 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.


EN591 - CPL591 / 592 CARACTÉRISTIQUES1

SPÉCIFICATIONS EN591 - CPL591 / 592

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 se déplacer.


Dessins de boîtier EN591

Dessins de boîtier EN591


SPÉCIFICATIONS DE PUISSANCE

SPÉCIFICATIONS DE PUISSANCE


ALIMENTATION EXTERNE

Les systèmes EN591 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.

ALIMENTATION EXTERNE


ANNEXE A

Installation du logiciel de démonstration

Exigences minimales

  • Windows 7 et supérieur (64 bits)
  • mémoire 4 GB
  • 2 GB d'espace disque disponible
  • Port USB (2.0 ou supérieur)

Procédure d'installation

Le logiciel peut être téléchargé sur la page Web du produit:

Programme de démonstration Lion (Cliquez ici pour télécharger)

Pour utiliser la visionneuse de démonstration CPL590:

1. Téléchargez et exécutez CPL590ViewerInstall.exe

Procédure d'installation

2. Lisez et acceptez les CGU puis cliquez sur installer.

3. Suivez les instructions des programmes d'installation.

4. Une fois l'installation terminée, redémarrez l'ordinateur.

5. Après le redémarrage, exécutez le programme sur le bureau ou en sélectionnant Démarrer> Tous les programmes> CPL590 Demo Viewer> CPL590 Demo Viewer.exe

Le programme CPL590 Demo Viewer est installé dans le répertoire \ Program Files (x86) \ LionPrecision \ CPL590 Viewer \ sur votre disque dur. Si vous installez le logiciel CPL590 Demo Viewer une deuxième fois en utilisant le même sous-répertoire, l'installation précédente sera automatiquement désinstallée en premier.

Logiciel de démonstration de base

Scanner et connecter l'appareil

Lorsque la visionneuse de démonstration CPL590 est lancée (Démarrer> Visionneuse de démonstration CPL590), elle affiche un écran de démarrage et demande à l'opérateur de commencer à rechercher les périphériques EN591 sur le bus USB:

Visionneuse CPL590

Si l'opérateur sélectionne le 'Sortir', le programme se fermera.

Si l'opérateur sélectionne le 'Scanner', le programme trouvera tous les périphériques EN591 sur le bus USB et affichera le numéro d'affectation du périphérique (armoire), le nom et les numéros de série de chaque périphérique / pilote trouvé. S'il ne trouve pas le dispositif EN591, l'opérateur aura la possibilité de 'Refaire' la connexion.

Écran trouvé du CPL590

Si le périphérique / pilote doit être exécuté, l'opérateur doit activer le drapeau «Exécuter» en cochant la case:

Écran trouvé du CPL590

Si l'opérateur sélectionne le drapeau «OK», l'écran d'accueil s'affiche:

Écran avec graphique

Le programme ouvrira automatiquement une connexion au périphérique EN591 après la fermeture de la boîte de dialogue de numérisation.

L'écran d'accueil affichera l'affichage de l'oscilloscope et le (s) numéro (s) de série du ou des pilote (s) qui ont été activés pour être 'course'dans l'écran Scan.

Le menu supérieur affiche les commandes possibles (Démarrer, Pause, Arrêter, Enregistrer le fichier, À propos, Aide).

La barre d'outils inférieure indique l'état de la communication avec les périphériques (non connecté, connecté, données en cours d'exécution, données en pause, données arrêtées). La barre d'outils inférieure affiche également les statistiques (valeur Min, valeur Max, valeur crête à crête et valeur moyenne) du tampon de données reçu du premier appareil.

Le 'Les options','Données TED', et 'Zero / Gain AdjusLes éléments de menu de la barre d'outils de gauche seront désactivés jusqu'à ce que le ou les appareils soient correctement connectés.

Démarrer les données

Le transfert de données (réception), à partir de tous les appareils sélectionnés, n'aura pas lieu tant que l'opérateur n'aura pas sélectionné le 'Démarrer' bouton. Les données seront reçues et affichées sur l'écran d'affichage de la portée (si l'option Activer le tracé est cochée). Une fois le transfert de données commencé, le 'pause','Arrêter' et 'Enregistrer le fichier'sera activé.

Démarrer la lecture des données

Suspendre les données

Lorsque l'opérateur sélectionne le 'pause', les données affichées sur l'écran de l'oscilloscope cesseront de se mettre à jour mais les données continueront d'être reçues de l'appareil.

Démarrer la lecture des données

Arrêter les données

Lorsque l'opérateur sélectionne le 'Arrêter', l'opération de transfert de données sera interrompue et les données affichées sur l'écran de l'oscilloscope cesseront de se mettre à jour.

Arrêter les données

Enregistrer le fichier

Lorsque l'opérateur sélectionne le 'Enregistrer le fichier', le programme arrêtera l'opération de transfert de données, puis affichera une boîte de dialogue d'ouverture de fichier pour que l'opérateur puisse choisir le nom de fichier et le répertoire pour enregistrer un bloc de données dans un fichier. Le format des données du fichier est CSV (champs séparés par une virgule).

Écran Enregistrer le fichier

Les données enregistrées seront les points de données de l'affichage de l'oscilloscope. Il y aura une colonne pour l'horodatage (en secondes), le déplacement (en micromètres), l'indice d'échantillon et la valeur de comptage des données brutes. L'en-tête des données de déplacement et brutes est le numéro de série de l'appareil.

Sortie de fichier CSV de données

Les options

Lorsque l'opérateur sélectionne l'élément de menu «Options», le programme arrête le transfert de données et affiche la boîte de dialogue Options:

Écran des options

Ces options ne seront pas activées tant que l'opérateur n'aura pas sélectionné l'élément de menu «Accueil». Une fois que cela se produit, le transfert de données reprendra avec les nouvelles options.

Taux d'échantillonnage

Choisissez dans une liste déroulante des taux possibles auxquels le pilote EN591 échantillonnera les données de la sonde chaque seconde. Les choix possibles sont 500, 1000, 10000, 15000 et 67000.

Taille du bloc de données

Choisissez dans une liste déroulante des tailles de bloc de transfert de données possibles (en mots de 16 bits). Les choix possibles sont 4096, 8192, 16384, 32768 et 65536.

Sensibilité

Cela permet à l'opérateur de sélectionner la sensibilité (plage de sonde) que le conducteur utilisera lors de la prise de mesures. Les deux plages sont programmées dans le pilote au stade de l'étalonnage.

Supprimer Near Gap

Ce paramètre déterminera si le programme soustraira la valeur Near Gap de chaque valeur de déplacement calculée du tampon de données.

Données TED

Lorsque l'opérateur sélectionne le 'Données Teds'élément de menu, le programme récupérera les informations de configuration (TED) du pilote et les affichera dans le'Données Teds'dialogue:

Données TED

Écrans d'affichage des données principales

Portée

Lorsque l'opérateur clique sur le 'Portée'Onglet près du haut de l'écran principal, la vue de l'oscilloscope s'affiche.  Cette vue affichera la case à cocher Plot Enables pour chaque pilote EN591 activé pour Exécuter (dans la boîte de dialogue Scan). Chaque tracé de graphique du pilote EN591 aura sa propre couleur.

Écran de portée

Cette vue dispose également d'options pour afficher les données brutes, activer le couplage CA, effectuer l'échelle automatique de l'axe de déplacement (Y) et définir la plage d'échelle de l'axe de déplacement (si l'échelle automatique n'est pas cochée).

Mètre

Lorsque l'opérateur clique sur l'onglet «Mètre» en haut de l'écran principal, la jauge de position de la sonde s'affiche.  Cette vue affichera la case à cocher Plot Enables pour chaque pilote EN591 activé pour Exécuter (dans la boîte de dialogue Scan). Chaque aiguille de calibre conducteur EN591 aura sa propre couleur.

Lecture du compteur

Cette vue dispose également d'options pour effectuer une mise à l'échelle automatique et pour définir la plage d'échelle de l'axe manuel (si la mise à l'échelle automatique n'est pas cochée).


APPENDICE B

SPI - Général

L'interface périphérique série (SPI) est une interface de communication série synchrone qui est généralement utilisée dans les systèmes embarqués. Le dispositif EN591 est conçu pour être une architecture esclave prenant en charge les normes CPOL0 et CPHA0. Le dispositif maître (hôte) génère les trames pour la lecture / écriture et la synchronisation. Ce protocole peut être le bus série SPI à quatre fils standard en tirant tout le temps sur la ligne ASSERT et en ignorant le BCLK.

LVDS (signalisation différentielle basse tension), également connu sous le nom de TIA / EIA-644 est une norme technique qui spécifie les caractéristiques électriques d'un protocole de communication série différentiel pour une interface numérique à haute vitesse qui est une faible consommation d'énergie et une immunité au bruit élevée pour des débits de données élevés .

Caractéristique d'E / S numérique électrique

Chaque signal est transmis par une paire de lignes de données différentielles. Le niveau électrique est LVDS. Côté récepteur, chaque ligne doit être terminée par 100 Ohms.

Caractéristique d'E / S numérique électrique

Évaluation ESD:

  • CEI 61000-4-2 (ESD) 15 kV (air) 8 kV (contact)
  • CEI 61000-4-4 (EFT) 40 A (5/50 ns)
  • IEC 61000-4-5 (éclairage) 2 A (8/20 µs)

 

  • 2Swing de tension différentielle d'entrée: Différence de tension entre les conducteurs positifs et complémentaires d'une transmission différentielle au niveau du récepteur.
  • 3Tension d'entrée en mode commun: Le mode commun du signal différentiel au niveau du récepteur.
  • 4Oscillation de tension différentielle de sortie: Différence de tension entre les conducteurs positifs et complémentaires d'une ligne de transmission différentielle au niveau de l'émetteur. VOD = VOH - VOL
  • 5Tension de décalage de sortie: VOS = (VOH + VOL) ​​/ 2

Brochage du connecteur SPI6

Brochage du connecteur SPI6

Protocole d'interface SPI

Le diagramme suivant montre le transfert d'un seul mot de données 16 bits. Tous les mots de données d'un paquet sont transférés en série avec le bit le plus élevé en premier. Les bits de données des lignes MISO et MOSI se déplacent en entrée / en sortie sur le front montant de CLK. La ligne CLK n'est active que pendant le transfert des bits de données.

Protocole d'interface SPI

  • 8Les brochages sont une paire différentielle et sont constitués de inversés et non inversés. Le code PIN de la colonne est organisé comme une broche non inversée suivie d'une ligne inversée.
  • 7Une horloge série tampon est recommandée si un câble de 6 mètres ou plus est utilisé. EN591 mettra en mémoire tampon l'horloge entrante de l'hôte et la sortie de l'esclave vers l'hôte. Ainsi, l'hôte peut cadencer dans MISO avec cette broche pour éliminer l'erreur de synchronisation causée par un long retard de propagation du câble.

Diagrammes de synchronisation

Diagrammes de synchronisation

Commande d'écriture 8 9

La commande d'écriture est l'action qui peut changer / définir l'état sur EN591. Une fois qu'un nouvel ensemble de commandes d'écriture a été envoyé, il sera verrouillé sur le bord montant du CS lorsque la ligne d'assertion reste basse.

Commande d'écriture 8 9

Commande d'écriture 8 9

Câblage de référence du câble du port d'affichage

Câblage de référence du câble du port d'affichage