静電容量センサーによる導電性材料の厚さ測定

容量性アプリケーションノートLA03-0030

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厚さ測定の概要

図1-シングルチャネルの厚さの測定では、パーツが平らで、参照に対して完全に固定されていると想定しています。

容量性のXNUMXつの方法の詳細 非接触厚さ測定  導電性 ターゲット:シングルチャンネル(良好)、およびデュアルチャンネル(最良)。 静電容量センサーの高解像度により、厚さの正確で高解像度の非接触測定が可能になります。

シングルチャンネル厚さ測定方法

シングルチャンネル 厚さ測定 (図1)部品が基準面に載っている状態で、被試験部品の上面の位置を測定します。 多くの非接触アプリケーションと同様に、インプロセス測定は基準測定に関連しています。 既知の厚さが基準点として確立され、その後のすべての測定値はその基準からの偏差量を示します。

図2–変形した部品と参照面、または参照と部品の間の異物により、シングルチャネルシステムで厚さ測定エラーが発生します。

基本的なシングルチャネル厚さ測定手順

  1. 基準面に既知の厚さの導電部を配置します。
  2. センサーを調整して、部品の上面を測定します。 センサーは、測定範囲の中心付近に配置して、基準測定値からの正および負の偏差を許容する必要があります。
  3. センサー出力をゼロボルトに調整するか、測定ディスプレイを使用している場合はゼロの表示値を調整します。
  4. 参照部品を測定する部品に置き換えます。
  5. ディスプレイから厚さの偏差を読み取るか、出力電圧からの偏差を計算します。

シングルチャネル法の精度の制限

シングルチャンネル方式では、部品が基準面に対して完全に平らであると想定しています。 部品または基準面の変形は、厚さ測定に誤差をもたらします。 また、部品と基準面との間に空気を含む異物があると、エラーが発生します(図2)。

デュアルチャンネル厚さ測定方法

図3–デュアルチャネルシステムは、パーツの底面と上面の位置の変化を測定することにより、パーツまたは静止面の変形を補正します。

デュアルチャンネル 厚さ測定 測定する部品を3つのセンサーの間に配置します(図4)。 パーツの各側面は、個別のセンサーで測定されます。 XNUMXつのセンサーの測定値の合計が、厚さの最終的な測定値になります(図XNUMX)。

部品が一方のセンサーに向かって移動すると、他方から離れます。 センサー出力の変更は互いにキャンセルされます。 これにより、変形や参照面との接触を伴う単一チャネルの問題から生じるエラーが排除されます。
部品は、静止面に取り付けられたXNUMXつのセンサーで測定できます。または、XNUMXつのセンサーの間に部品を吊り下げることもできます。

多くの非接触アプリケーションと同様に、測定値は基準測定値に相対的です。 既知の厚さが基準点として確立され、その後のすべての測定値はその基準からの偏差量を示します。

図4– XNUMXつのセンサーチャネルを合計すると、センサー間の部品位置の変更をキャンセルすることにより、「厚さのみ」の出力が生成されます。

基本的なデュアルチャネル手順

  1. XNUMXつのセンサーの間に既知の厚さの導電部を配置します。
  2. センサーの位置を調整して、部品の上面と底面を測定します。 センサーは、測定範囲の中心付近に配置して、基準測定値からの正および負の偏差を許容する必要があります。
  3. 加算機能付きの測定ディスプレイを使用する場合は、センサー出力をゼロボルトに調整し、表示値をゼロに調整してください(以下の推奨事項を参照)。
  4. 参照部品を測定する部品に置き換えます。
  5. 加算機能を使用してディスプレイから厚さの偏差を読み取るか、XNUMXつの出力電圧を加算して寸法単位に変換することにより偏差を計算します。

デュアルチャネルの例

次の例では、10V / 1mmに較正された1つのセンサーを使用しています。 条件1では、厚さ0mmのターゲットを2ボルトの基準として設定します。 条件1は、厚さ3mmのターゲットを1.5つのセンサーに近づけた場合の効果を示しています。 条件XNUMXは、厚さXNUMXmmの試験部品の非中心測定を示しています。

推奨装備

契約期間により発生する エリートシリーズ の静電容量センサーシステムは、実際の寸法単位で測定値を表示するディスプレイモジュール(MM190)を備えた高精度センシング機能(CPL190ドライバー)を提供できます。 MM190は、デュアルチャネルの加算操作も実行できます。 厚さ測定。 センサープラグアンドプレイの互換性により、LabView™で簡単に使用できます。

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