Misurazione conduttiva dello spessore del materiale con sensori capacitivi

Nota sull'applicazione capacitiva LA03-0030

Copyright © 2007 Lion Precision. www.lionprecision.com

Riepilogo della misurazione dello spessore

Figura 1 - Le misurazioni dello spessore di un canale singolo presuppongono che la parte sia piana e perfettamente posizionata rispetto al riferimento.

Dettagli due metodi di capacitivo, misurazione dello spessore senza contatto di uno conduttivo target: canale singolo (buono) e doppio canale (migliore). L'elevata risoluzione dei sensori capacitivi si traduce in misurazioni accurate, ad alta risoluzione e senza contatto dello spessore.

Metodo di misurazione dello spessore a canale singolo

Canale singolo misure di spessore (Fig. 1) misurare la posizione della superficie superiore della parte in prova mentre la parte poggia su una superficie di riferimento. Come in molte applicazioni senza contatto, le misurazioni in-process sono relative a una misurazione di riferimento. Uno spessore noto viene stabilito come punto di riferimento e tutte le misurazioni successive indicano la quantità di deviazione da quel riferimento.

Figura 2 - Parti deformate e superfici di riferimento o corpi estranei tra il riferimento e la parte creano un errore di misurazione dello spessore nei sistemi a canale singolo.

Procedura base di misurazione dello spessore a canale singolo

  1. Posizionare una parte conduttiva di spessore noto sulla superficie di riferimento.
  2. Regola il sensore per misurare la superficie superiore della parte. Il sensore deve essere posizionato vicino al centro del suo intervallo di misurazione per consentire deviazioni positive e negative dalla misurazione di riferimento.
  3. Regolare l'uscita del sensore per zero volt o una lettura visualizzata di zero se si utilizza un display di misurazione.
  4. Sostituire la parte di riferimento con una parte da misurare.
  5. Leggere la deviazione di spessore dal display o calcolare la deviazione dalla tensione di uscita.

Limiti di precisione del metodo a canale singolo

Il metodo a canale singolo presuppone che la parte sia perfettamente piana rispetto alla superficie di riferimento. Qualsiasi deformità del pezzo o della superficie di riferimento comporterà un errore nella misurazione dello spessore. Inoltre, qualsiasi sostanza estranea, compresa l'aria, tra la parte e la superficie di riferimento creerà un errore (Fig. 2).

Metodo di misurazione dello spessore a doppio canale

Figura 3 - I sistemi a doppio canale compensano le deformità della parte o della superficie di appoggio misurando i cambiamenti di posizione della superficie inferiore e superiore della parte.

Doppio canale misure di spessore posizionare la parte da misurare tra due sensori (Fig. 3). Ogni lato della parte viene misurato da un sensore separato. La somma delle misure dai due sensori fornisce la misura finale dello spessore (Fig. 4).

Se la parte si sposta verso un sensore, si allontana dall'altro; le modifiche nelle uscite dei sensori si annulleranno a vicenda. Ciò elimina gli errori che potrebbero derivare da problemi a canale singolo con deformità e / o contatto con la superficie di riferimento.
La parte può essere misurata con un sensore montato sulla superficie di appoggio, oppure la parte può essere altrimenti sospesa tra i due sensori.

Come in molte applicazioni senza contatto, le misurazioni sono relative a una misurazione di riferimento. Uno spessore noto viene stabilito come punto di riferimento e tutte le misurazioni successive indicano la quantità di deviazione da quel riferimento.

Figura 4 - La somma dei due canali del sensore produce un'uscita di "solo spessore" annullando i cambiamenti di posizione del pezzo tra i sensori.

Procedura di base a doppio canale

  1. Posizionare una parte conduttiva di spessore noto tra i due sensori.
  2. Regola le posizioni dei sensori per misurare le superfici superiore e inferiore della parte. I sensori devono essere posizionati vicino al centro del campo di misura per consentire deviazioni positive e negative dalla misura di riferimento.
  3. Regolare le uscite del sensore per zero volt e una lettura visualizzata di zero quando si utilizza un display di misurazione con capacità di somma (vedere le raccomandazioni seguenti).
  4. Sostituire la parte di riferimento con una parte da misurare.
  5. Leggere la deviazione di spessore dal display con capacità di somma o calcolare la deviazione aggiungendo le due tensioni di uscita e convertendole in unità dimensionali.

Esempio a doppio canale

L'esempio seguente utilizza due sensori calibrati per 10 V / 1 mm. La condizione 1 imposta un obiettivo spesso 1 mm come riferimento a 0 volt. La condizione 2 mostra l'effetto di avvicinare il bersaglio spesso 1 mm a un sensore. La condizione 3 mostra la misura non centrata di una parte di prova che ha uno spessore di 1.5 mm.

Attrezzatura consigliata

Il  Serie Elite dei sistemi di sensori capacitivi può fornire capacità di rilevamento di precisione (driver CPL190) con un modulo display (MM190) che visualizza la misurazione in unità dimensionali effettive. MM190 può anche eseguire l'operazione di somma per doppio canale misure di spessore. La compatibilità Plug & Play del sensore ne semplifica l'utilizzo con LabView ™.

Download di spessore