エラーソース:プローブ/ターゲット角度

静電容量センサーTechNote LT03-0010
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サマリー

このテクニカルノートでは、静電容量式プローブの検出面がターゲット面と平行になっていないことによる測定誤差の範囲と性質について説明しています。

エラーソース:容量性プローブ/ターゲット角度
エラーの性質:

グラフ

システムは、ターゲット表面に垂直なプローブで較正されます。 その角度が変化すると、出力には、プローブの中心軸からターゲットまでの実際のギャップに対するDC(オフセット)シフトが表示されます。

  • プローブ角度により、出力に正のDC(オフセット)シフトが生じ、ターゲットがより近くに表示されます。
  • プローブ角度によるゲイン(スケーリング)エラーは、DC(オフセット)シフトと比較して重要ではありません。
エラーの範囲:

プローブ/ターゲット角度に加えて、エラーの大きさは、センサー半径、プローブ/ターゲットギャップ、センサージオメトリに依存します。
エラー[m]は、この関数によって記述されます。

式


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どこ:
r =プローブセンサー領域の半径[メートル]
d =プローブ中心軸の直下のプローブ/ターゲットギャップ[メートル]
Θ =プローブ/ターゲット角度[ラジアン] 
k =フィールドフリンジングエラーを考慮して実験的に決定された定数
典型的なk値は約5です。
例1:センサー半径が0.5mm、ギャップが0.25mm、角度が0.0002ラジアンの場合、誤差は約0.05nmになります。
例2:半径3mm、ギャップ0.75mm、半径0.03mmのセンサーでは、約13µmの誤差が生じます。