Medição de espessura de material condutor com sensores capacitivos

Nota de Aplicação Capacitiva LA03-0030

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Resumo da medição de espessura

Figura 1 - Medições de espessura de canal único assumem que a peça é plana e perfeitamente assentada contra a referência.

Detalha dois métodos de capacitivo, medição de espessura sem contato de uma condutor alvo: canal único (bom) e canal duplo (melhor). A alta resolução dos sensores capacitivos resulta em uma medição precisa, de alta resolução e sem contato da espessura.

Método de medição de espessura de canal único

Canal único medições de espessura (Fig. 1) meça a localização da superfície superior da peça em teste enquanto ela repousa sobre uma superfície de referência. Como em muitas aplicações sem contato, as medições em processo são relativas a uma medição de referência. Uma espessura conhecida é estabelecida como ponto de referência e todas as medições subsequentes indicam a quantidade de desvio dessa referência.

Figura 2 - Peças deformadas e superfícies de referência ou corpos estranhos entre a referência e a peça criam um erro de medição de espessura em sistemas de canal único.

Procedimento básico de medição de espessura de canal único

  1. Coloque uma parte condutora de espessura conhecida na superfície de referência.
  2. Ajuste o sensor para medir a superfície superior da peça. O sensor deve ser posicionado próximo ao centro de sua faixa de medição para permitir desvios positivos e negativos da medição de referência.
  3. Ajuste a saída do sensor para zero volts ou para uma leitura exibida de zero se estiver sendo usada uma exibição de medição.
  4. Substitua a peça de referência por uma peça a ser medida.
  5. Leia o desvio de espessura no visor ou calcule o desvio da tensão de saída.

Limitações de precisão do método de canal único

O método de canal único assume que a peça é perfeitamente plana contra a superfície de referência. Qualquer deformidade da peça ou da superfície de referência resultará em um erro na medição da espessura. Além disso, qualquer matéria estranha, incluindo ar, entre a peça e a superfície de referência também criará um erro (Fig. 2).

Método de medição de espessura de canal duplo

Figura 3 - Os sistemas de canal duplo compensam as deformidades na peça ou superfície de repouso medindo as mudanças na posição da superfície inferior e superior da peça.

Dual-channel medições de espessura coloque a peça a ser medida entre dois sensores (fig. 3). Cada lado da peça é medido por um sensor separado. A soma das medições dos dois sensores fornece a medição final da espessura (Fig. 4).

Se a peça se move em direção a um sensor, afasta-se do outro; as alterações nas saídas dos sensores serão canceladas. Isso elimina os erros que resultariam de problemas de canal único com deformidade e / ou contato com a superfície de referência.
A peça pode ser medida com um sensor montado na superfície de repouso ou a peça pode ser suspensa entre os dois sensores.

Como em muitas aplicações sem contato, as medidas são relativas a uma medida de referência. Uma espessura conhecida é estabelecida como ponto de referência e todas as medições subsequentes indicam a quantidade de desvio dessa referência.

Figura 4 - A soma dos dois canais do sensor produz uma saída “somente espessura”, cancelando as mudanças de posição da peça entre os sensores.

Procedimento básico de canal duplo

  1. Coloque uma parte condutora de espessura conhecida entre os dois sensores.
  2. Ajuste as posições do sensor para medir as superfícies superior e inferior da peça. Os sensores devem ser posicionados perto do centro da faixa de medição para permitir desvios positivos e negativos da medição de referência.
  3. Ajuste as saídas do sensor para zero volts e uma leitura exibida de zero ao usar um display de medição com recursos de soma (consulte as recomendações abaixo).
  4. Substitua a peça de referência por uma peça a ser medida.
  5. Leia o desvio de espessura da tela com recursos de soma ou calcule o desvio adicionando as duas tensões de saída e convertendo em unidades dimensionais.

Exemplo de canal duplo

O exemplo a seguir usa dois sensores que são calibrados para 10V / 1mm. A condição 1 define um alvo de 1 mm de espessura como referência em 0 volts. A condição 2 mostra o efeito de aproximar o alvo de 1 mm de espessura de um sensor. A condição 3 mostra a medição não centrada de uma peça de teste com 1.5 mm de espessura.

Equipamento recomendado

Em  Série Elite dos sistemas de sensores capacitivos pode fornecer recursos de detecção de precisão (Driver CPL190) com um módulo de exibição (MM190) que exibe a medição em unidades dimensionais reais. O MM190 também pode executar a operação de soma para canais duplos. medições de espessura. A compatibilidade do Sensor Plug & Play facilita o uso com LabView ™.

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