MANUALE UTENTE | CPL190 / CPL290

CPL190 290

GUIDA DELL'UTENTE per

CPL190 / CPL290 - Sensore di spostamento capacitivo sub-nanometrico

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SOMMARIO

Omologazioni e considerazioni sulla sicurezza

La serie Elite è conforme ai seguenti standard CE:

Sicurezza: EN 61010-1: 2010

EMC: IEC 61326-1: 2013, IEC 61326-2-3: 2013

Per mantenere la conformità a questi standard, è necessario mantenere le seguenti condizioni operative:

  • Tutti i cavi di collegamento I / O devono essere schermati e lunghi meno di tre metri
  • I cavi di alimentazione CA devono avere una potenza nominale di almeno 250 V e 5 A
  • L'alimentazione CA deve essere collegata a una presa di corrente con messa a terra inferiore a 20A
  • Utilizzare l'alimentatore approvato CE incluso con custodie a 1, 2 e 3 slot. Se viene utilizzato un alimentatore alternativo, deve avere una certificazione CE equivalente e fornire un isolamento di sicurezza dalla rete secondo IEC60950 o 61010.
  • I sensori non devono essere collegati a parti che funzionano a tensioni pericolose superiori a 33 VRMS o 70 V CC

L'uso dell'attrezzatura in qualsiasi altro modo può comprometterne la sicurezza e le protezioni EMI.

Punta della sonda Contatto Attenzione

Le punte di rilevamento delle sonde capacitive producono tensioni fino a 70 Vrms. Queste sono tensioni ad alta frequenza con una potenza molto bassa, quindi non rappresentano alcun pericolo. Normalmente quando si tocca la punta della sonda, la sonda smette di funzionare e la tensione viene ridotta quasi a zero. Ma in determinate circostanze, la tensione può causare un leggero formicolio o sensazione di bruciore, specialmente con le sonde di seconda generazione utilizzate con il CPL490. Per ottenere prestazioni ottimali, le punte delle sonde devono rimanere prive di oli o altri contaminanti.

Per questi motivi, si consiglia di non toccare le punte della sonda.


Documento di supporto tecnico utile online

Il sito web di Lion Precision ha una vasta selezione di documenti tecnici (Note tecniche e Note applicative) nella Biblioteca tecnica. Questi documenti forniscono descrizioni dettagliate del funzionamento e dell'uso dei sensori ad alte prestazioni Lion Precision.

È possibile accedere alla Biblioteca tecnica all'indirizzo: www.lionprecision.com/technical-library/

Alcuni dei titoli includono:


Descrizione

Il sensore capacitivo CPL190 / 290 è un dispositivo di misurazione di precisione senza contatto. La tensione di uscita cambia in proporzione lineare diretta alle variazioni dello spazio tra la sonda e il target. Il sensore viene normalmente utilizzato per misurare target conduttivi, ma può anche essere utilizzato con target non conduttivi nelle giuste condizioni. Per ulteriori informazioni sulla misurazione dei non conduttori, visitare la Biblioteca tecnica all'indirizzo www.lionprecision.com o chiamare l'assistenza.

Il CPL190 / 290 funziona con la maggior parte delle sonde standard.


Operazione base

È possibile accedere alla tensione di uscita tramite il connettore BNC sul pannello anteriore o tramite un sistema di acquisizione dati tramite il connettore ad alta densità sul retro del contenitore. Questo connettore può connettersi direttamente ai prodotti di acquisizione dati di National Instruments ™. Consultare la sezione sulla custodia di questo manuale per informazioni specifiche sul connettore DAQ del sistema (pagina 19).

Quando lo spazio tra la sonda e il target cambia, la tensione di uscita cambia di conseguenza. Man mano che la sonda si avvicina al target, la tensione di uscita diventerà più positiva.

Nota: le spie “Near” e “Far” della gamma calibrata (rosso) indicano che la sonda è fuori dalla sua gamma calibrata e che l'uscita non è garantita per essere accurata anche se la tensione potrebbe essere nella gamma e continuare a cambiare.

Le sonde sono calibrate su moduli specifici. Con i sistemi a più canali, assicurarsi che il numero sul cavo della sonda (vicino al connettore) corrisponda al numero sulla maniglia del modulo.

Il CPL290 offre calibrazioni a bassa e alta sensibilità per una singola sonda. Utilizzare l'interruttore Sensibilità per selezionare la sensibilità desiderata. I dettagli di calibrazione sono forniti sui fogli di calibrazione forniti con il prodotto.

I sensori senza contatto misurano normalmente i cambiamenti da una posizione di riferimento.


Effettuare una misurazione di base
  1. Collegare la sonda al modulo
  2. Imposta il bersaglio su una posizione o condizione di riferimento
  3. Montare la sonda vicino al bersaglio
  4. Regolare la posizione della sonda fino a quando l'indicatore "Range calibrato" si trova nella posizione centrale
  5. Utilizzare le regolazioni Zero per regolare la tensione di uscita su zero (opzionale)
  6. Quando il gap sonda / target cambia, la tensione di uscita cambia di conseguenza

Interpretazione della tensione di uscita

La quantità di variazione della tensione di uscita per una data variazione nel gap sonda / target è chiamata Sensibilità. La sensibilità del sensore è elencata sui fogli di calibrazione che sono arrivati ​​con il sensore.

Variazione nel calcolo del gap:

Gap Change = Variazione / Sensibilità di tensione

Ad esempio: con una sensibilità di 1 V / 2 μm e una variazione di tensione di 3 V, la variazione di gap sarebbe di 6 μm (3 / 0.5).


Panoramica di controlli, indicatori e connettori del pannello frontale

 

Schema anteriore CPL290Regolazione dello zero

Regola la tensione di uscita analogica dopo il posizionamento iniziale della sonda. Tipicamente, la tensione di uscita analogica viene regolata a zero volt al centro della gamma. C'è una regolazione approssimativa (± 10 VDC), il controllo esterno e una regolazione fine (± 1 VDC), il controllo interno. Quando l'interruttore Zero è in posizione off, la regolazione zero non ha alcun effetto.

Sensibilità (solo CPL290)

Il CPL290 fornisce una calibrazione ad alta sensibilità e bassa sensibilità per una sonda. Fare riferimento ai fogli di calibrazione per informazioni specifiche sulla calibrazione. Seleziona la sensibilità desiderata con questo interruttore.

La commutazione della sensibilità richiede di solito il riposizionamento della sonda.

Indicatore di intervallo calibrato

I LED verdi indicano che la sonda è nel suo intervallo calibrato e la tensione di uscita è una rappresentazione accurata della posizione target. I LED rossi indicano che la sonda è fuori portata e la tensione di uscita non è valida.

L'indicatore di intervallo calibrato non è influenzato dalla regolazione dello zero. Il modulo è calibrato in fabbrica a zero volt al centro dell'intervallo, tuttavia è possibile regolare la tensione di uscita su zero mentre la sonda è posizionata verso la fine dell'intervallo calibrato. In questa situazione, la sonda può uscire dal suo intervallo calibrato mentre la tensione di uscita continua ad apparire valida. La tensione di uscita potrebbe continuare a cambiare, ma l'uscita non è più garantita per essere accurata. In questa condizione, la tensione di uscita può apparire valida ma l'indicatore della gamma calibrata sarà rosso. I segnali dell'indicatore di fuori portata disponibili tramite il connettore DAQ del sistema vengono attivati ​​ogni volta che l'indicatore di intervallo calibrato è rosso.

Uscita analogica

Fornisce il collegamento alla tensione di uscita analogica, che è proporzionale alla distanza tra la sonda e la superficie del materiale da misurare. Un intervallo di tensione di uscita tipico è ± 10 V CC. Le gamme specifiche sono elencate sui fogli di calibrazione allegati.

L'uscita analogica fornita sul connettore di acquisizione dati (DAQ) sul retro dell'involucro è differenziale. Consultare la sezione sulla custodia di questo manuale per informazioni specifiche sul connettore DAQ del sistema (pagina 19).

Terra

Un cavo a banana può essere collegato qui per la messa a terra del bersaglio. Nella maggior parte dei casi, non è necessaria una messa a terra separata dell'obiettivo. Se il bersaglio non è collegato a terra attraverso un altro percorso e l'uscita presenta un rumore elettrico eccessivo, la messa a terra del bersaglio può ridurre il rumore in uscita. Quando il funzionamento a basso rumore è fondamentale, si consiglia una messa a terra separata anche se il bersaglio è ben collegato a terra attraverso un altro percorso.

Connettore della sonda

Collegare la sonda allineando i punti rossi sui connettori e inserendo il connettore della sonda.

Per scollegare la sonda, tirare la canna zigrinata del connettore della sonda per rilasciarla. NON TIRARE SUL CAVO.


Misure a più canali

L'uso di più sensori sullo stesso target richiede la sincronizzazione delle tensioni di eccitazione del sensore. Questo viene fatto automaticamente dai contenitori della serie Elite. Inoltre, i numeri di canale pari e dispari utilizzano tensioni di eccitazione inverse (180 °). Ciò elimina gli errori di offset e di scala che potrebbero altrimenti verificarsi con target scarsamente messi a terra come i semiconduttori. Per i dettagli sull'uso con target senza messa a terra e il vantaggio di tensioni di eccitazione invertite, consultare Lion Precision TechNote LT03-0022 Sensori capacitivi e target senza messa a terra, disponibile a www.lionprecision.com; clicca su Biblioteca tecnica.


Specifiche CPL190 / CPL2901
Errore di linearità ± 0.2% FS o superiore, a seconda della calibrazione
Banda di errore ± 0.3% FS o superiore, a seconda della calibrazione
Larghezza di banda standard (-3 db) 15 kHz -10% + 30%
Gamma di regolazione zero grossolana ± 10 VCC
Intervallo di regolazione zero fine ± 1 VCC
Conforme allo standard ANSI / ASME B5.54
Intercambiabilità della sonda Tipica variazione di sensibilità per lo stesso modello di sonda: 10%
Temperatura di esercizio 4 ° -50 ° C
Stabilità termica 0.02% FS / ° F, 0.04% FS / ° C
Frequenza tipica dell'oscillatore

Cavo della sonda <12 piedi: 1 MHz

Cavo della sonda> 12 piedi: 500 kHz

Impedenza di uscita 0 Ω
Tensione massima di uscita ± 13.5 VCC
Uscita corrente massima 10 mA

 

1Queste specifiche sono tipiche per componenti standard e calibrazioni. Le personalizzazioni possono influire sulle prestazioni. Controllare il foglio di calibrazione fornito con il prodotto per dettagli specifici sul sistema.

In ambienti EMI elevati (10 V / m), il rumore di uscita può aumentare a 0.2 VRMS (risoluzione dell'1%) e l'uscita CC può spostarsi.


Modifica delle impostazioni di larghezza di banda CPL190 / 290/490

Modifica delle impostazioni di larghezza di banda CPL190 / 290/490Il CPL190 / 290/490 fornisce un DIP switch a due posizioni per l'impostazione della larghezza di banda.

Quando si modifica la larghezza di banda, modificare tutti i moduli nel sistema. La larghezza di banda è un'impostazione a livello di sistema; gli interruttori di larghezza di banda sui moduli all'interno di un sistema sono interconnessi.

Tutti gli interruttori di larghezza di banda devono trovarsi nella stessa posizione per risultati prevedibili.

Questo interruttore si trova come mostrato nei disegni a destra. La tabella seguente mostra le larghezze di banda disponibili e le relative impostazioni dei dip switch.

Le larghezze di banda elencate sono approssimative. I valori effettivi dipendono dalla sonda e dalla calibrazione.

 

CPL190 / 290 (S2) CPL490 (S1) 2 1 Note
15 kHz 50 kHz OFF OFF Il controllo da parte del computer della larghezza di banda richiede questa impostazione (OFF, OFF)
10 kHz 15 kHz OFF ON
1 kHz 10 kHz ON OFF
100 Hz 1 kHz ON ON

 

Accesso interruttore DIP a larghezza di banda

Fare attenzione a cambiare solo interruttori e ponticelli come indicato in questo manuale. Qualsiasi altra modifica influenzerà la calibrazione del modulo.

Accesso interruttore DIP a larghezza di banda


Recinzioni serie Elite

Recinzioni serie Elite

Le custodie della serie Elite forniscono alloggiamento e segnali critici ai moduli della serie Elite. I segnali di uscita del sensore sono disponibili tramite un connettore ad alta densità sul pannello posteriore configurato per il collegamento diretto all'hardware di acquisizione dati di National Instruments ™.

Il numero di modello del contenitore della serie Elite specifica indica il numero massimo di slot disponibili per i moduli plug-in e altre funzionalità:

Modello Numero di slot del modulo Alimentazione in ingresso Maniglia Tin-up Flange di montaggio

EN191

1 ± 15 VCC Non
EN192 2 ± 15 VCC Non
EN193 3 ± 15 VCC Non
EN196 6

100-250 VAC

50 / 60 Hz

Non
EN198 8

100-250 VAC

50 / 60 Hz

Non

 

Specifiche di alimentazione

Modello Potenza di ingresso Note:
EN191, EN192, EN193

± 15 VDC ± 5%, 400mA

Massimo (un alimentatore è incluso con gli ordini)

Per mantenere la massima risoluzione, utilizzare un alimentatore lineare o un alimentatore con frequenza di commutazione superiore a 100 kHz come l'alimentatore di precisione Lion P014-5040.

Per mantenere la conformità CE, utilizzare l'alimentatore incluso o un modello conforme CE equivalente.

EN196, EN198

100-250 V CA, 50/60 Hz,

250 VA massimo

 


Connettore di alimentazione EN191, EN192, EN193
Pino Connessione
1 Terra
3 -15 V CC
4 + 15 VDC

 

Connettore di alimentazione EN191, EN192, EN193

 

 

 

 

 

Alimentatore esterno

I sistemi EN191, EN192 e EN193 includono un alimentatore esterno. L'alimentazione ha un connettore che consente il collegamento diretto alla custodia.

Questo alimentatore presenta un alimentatore switching ad alta frequenza (100kHz). L'elevata frequenza di commutazione consente ai moduli di rilevamento di funzionare alla massima risoluzione.

DC Tensione di uscita

+15 VDC; 2.0 A

-15 VDC; 1.0 A

Tensione di ingresso CA

100-240 V CA, 50/60 Hz,

1.35 A max

Alimentatore esterno


Piedinatura del connettore DAQ

Tutti i pin non elencati sono riservati all'uso esclusivo di Lion Precision e non devono essere collegati a contatti esterni.Piedinatura del connettore DAQ

Pino Segnali di uscita
11 Codificatore
12, 12, 15, 18, 53 Terra digitale
29, 32, 64, 67 Terra analogica
23 - Uscita analogica; Canale 8
25 + Uscita analogica; Canale 7
26 - Uscita analogica; Canale 6
28 + Uscita analogica; Canale 5
30 + Uscita analogica; Canale 4
31 - Uscita analogica; Canale 3
33 + Uscita analogica; Canale 2
34 - Uscita analogica; Canale 1
57 + Uscita analogica; Canale 8
58 - Uscita analogica; Canale 7
60 + Uscita analogica; Canale 6
61 - Uscita analogica; Canale 5
63 - Uscita analogica; Canale 4
65 + Uscita analogica; Canale 3
66 - Uscita analogica; Canale 2
68 + Uscita analogica; Canale 1

 


Specifiche meccaniche: EN191, EN192, EN193
Modello A B C
EN191

3.33 "

84.6 mm

2.606 "

66.2 mm

3.806 "

96.7 mm

EN192

4.73 "

120.1 mm

4.006 "

101.8 mm

5.206 "

132.2 mm

EN193

6.13 "

155.7 mm

5.406 "

137.3 mm

6.606 "

167.8 mm

 

Specifiche meccaniche: EN191, EN192, EN193


Specifiche meccaniche: EN196, EN198
Modello A
EN196

10.1 "

257 mm

EN198

14.3 "

364 mm

 

Specifiche meccaniche: EN196, EN198


ACCESSORI: Cuscinetto ad aria C-LVDT: Sensore di contatto di tipo LVDT capacitivo

Il cuscinetto d'aria C-LVDT converte un sensore capacitivo che utilizza una sonda capacitiva standard in un sensore di spostamento dei contatti ad alta precisione simile a un LVDT. La sonda capacitiva è installata nella parte superiore del corpo C-LVDT dove misura la posizione di un bersaglio collegato all'estremità interna dello stilo. Il C-LVDT utilizza un cuscinetto ad aria lineare per un movimento dello stilo pressoché privo di attrito e il cuscinetto ad aria poroso in carbonio è quadrato per impedire la rotazione dello stilo. La pressione dell'aria regolabile per estendere lo stilo prevede forze di contatto inferiori a un grammo e il C-LVDT presenta una porta di ritrazione attraverso la quale l'applicazione della pressione dell'aria ritraerà lo stilo.

Il C-LVDT utilizza una punta di diamante intercambiabile. Il diamante è stato selezionato sul rubino per i seguenti motivi:

  • Basso attrito: le forze laterali causano una minore deflessione laterale dai bersagli in movimento e una minore isteresi nell'inversione di direzione.
  • Superficie altamente levigata: il diamante accetta e mantiene una lucentezza elevata, riducendo al minimo la possibilità di graffiare la superficie misurata.
  • Usura minima: maggiore precisione e maggiore durata.

Regolazione della forza di contatto All'estremità del corpo della sonda, vicino all'uscita del cavo, è presente una vite di regolazione della forza di contatto. Utilizzare una chiave esagonale da 1/16 ″ per ruotare la regolazione in senso orario per aumentare la forza di contatto o in senso antiorario per diminuirla. La forza di contatto è anche una funzione della pressione dell'aria applicata al C-LVDT. Per mantenere una forza di contatto costante, la pressione dell'aria fornita deve essere mantenuta costante.

Scarico dell'aria

La fessura da 0.1 "intorno al corpo vicino alla parte superiore del C-LVDT è dove l'aria viene scaricata. Non fissare il C-LVDT su questo anello. L'anello deve rimanere almeno parzialmente libero in ogni momento per il corretto funzionamento del C-LVDT.

Specificazioni

Campo di misura 0.5 mm, 0.020 pollici
Forza di contatto Da 0.2 ga 100 g
Rigidità radiale <0.25 μm / g
cuscinetto Cuscinetto ad aria lineare, poroso
Punta di diamante

Raggio: 3.175 mm, 0.125 pollici

Montatura: filo 4-48AGD

Peso della massa mobile 4.2 g
Connessione aerea Tubi flessibili ID da 1/16 di pollice
Consumo d'aria 3-7 lpm, 0.10-0.25 cfm
Pressione dell'aria di funzionamento 420-480 kPa, 60-70 psi
Requisito aereo Asciutto, filtrato a una dimensione delle particelle inferiore a 5 μm

 

Dettaglio meccanico

Dettaglio meccanico CLVDT