MANUAL DO USUÁRIO | CPL190 / CPL290

CPL190 290

GUIA DO USUÁRIO para o

CPL190 / CPL290 - Sensor de deslocamento capacitivo de subanomômetro

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ÍNDICE

Aprovações e considerações de segurança

A série Elite é compatível com os seguintes padrões CE:

Segurança: EN 61010-1: 2010

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

Para manter a conformidade com esses padrões, as seguintes condições operacionais devem ser mantidas:

  • Todos os cabos de conexão de E / S devem ser blindados e ter menos de três metros de comprimento
  • Os cabos de alimentação CA devem ter uma classificação mínima de 250 V e 5 A
  • A energia CA deve ser conectada a uma tomada aterrada com classificação inferior a 20A
  • Use a fonte de alimentação aprovada aprovada pela CE com gabinetes de 1, 2 e 3 slots. Se uma fonte de alimentação alternativa for usada, ela deve ter certificação CE equivalente e fornecer isolamento de segurança da rede elétrica de acordo com IEC60950 ou 61010.
  • Os sensores não devem ser conectados a peças que operam com tensões perigosas superiores a 33VRMS ou 70VDC

O uso do equipamento de qualquer outra maneira pode prejudicar sua segurança e proteção contra EMI.

Contato da ponta da sonda Cuidado

As pontas de detecção das sondas capacitivas produzem tensões de até 70 Vrms. Estas são voltagens de alta frequência com potência muito baixa, portanto não representam perigo. Normalmente, quando a ponta da sonda é tocada, a sonda para de funcionar e a tensão é reduzida para quase zero. Porém, sob certas circunstâncias, a tensão pode causar um leve formigamento ou sensação de queimação, especialmente com as sondas de segunda geração usadas com o CPL490. Para obter desempenho máximo, as pontas de prova devem permanecer livres de óleos ou outros contaminantes.

Por esses motivos, recomenda-se que as pontas da sonda não sejam tocadas.


Documento de suporte técnico útil on-line

O site da Lion Precision possui uma grande variedade de documentos técnicos (TechNotes e Notas de aplicação) na Biblioteca técnica. Esses documentos fornecem descrições detalhadas da operação e uso dos sensores de alto desempenho Lion Precision.

A Biblioteca Técnica pode ser acessada em: www.lionprecision.com/technical-library/

Alguns dos títulos incluem:


Descrição

O sensor capacitivo CPL190 / 290 é um dispositivo de medição de precisão e sem contato. A tensão de saída muda na proporção linear direta com as mudanças no espaço entre a sonda e o alvo. O sensor é normalmente usado para medir alvos condutores, mas também pode ser usado com alvos não condutores nas condições corretas. Para obter mais informações sobre a medição de não-condutores, visite a Biblioteca Técnica em www.lionprecision.com ou ligue para obter assistência.

O CPL190 / 290 funciona com a maioria das sondas padrão.


Operação basica

A tensão de saída é acessada através do conector BNC do painel frontal ou por um sistema de aquisição de dados através do conector de alta densidade na parte traseira do gabinete. Esse conector pode se conectar diretamente aos produtos de aquisição de dados da National Instruments ™. Consulte a seção do gabinete deste manual para obter detalhes sobre o conector DAQ do sistema (página 19).

À medida que o espaço entre a sonda e o alvo muda, a tensão de saída muda de acordo. À medida que a sonda se aproxima do alvo, a tensão de saída se torna mais positiva.

Nota: As luzes “Perto” e “Distante” da faixa calibrada (vermelho) indicam que a sonda está fora da faixa calibrada e não é garantido que a saída seja precisa, mesmo que a tensão esteja dentro da faixa e continue a mudar.

As sondas são calibradas para módulos específicos. Com sistemas de múltiplos canais, verifique se o número no cabo da sonda (próximo ao conector) corresponde ao número na alça do módulo.

O CPL290 fornece calibrações de baixa e alta sensibilidade para uma única sonda. Use o botão Sensibilidade para selecionar a sensibilidade desejada. Os detalhes da calibração são fornecidos nas folhas de calibração enviadas com o produto.

Sensores sem contato normalmente medem alterações a partir de uma posição de referência.


Fazendo uma medição básica
  1. Conecte a sonda ao módulo
  2. Defina o alvo para uma posição ou condição de referência
  3. Monte a sonda perto do alvo
  4. Ajuste a posição da sonda até que o indicador "Faixa calibrada" esteja na posição central
  5. Use os ajustes Zero para ajustar a tensão de saída para zero (opcional)
  6. À medida que o espaço entre a sonda / alvo muda, a tensão de saída muda de acordo

Interpretando a tensão de saída

A quantidade de alteração da tensão de saída para uma determinada alteração no intervalo da sonda / alvo é chamada de sensibilidade. A sensibilidade do sensor está listada nas folhas de calibração que chegaram com o sensor.

Alteração no cálculo do gap:

Alteração de intervalo = Alteração de tensão / sensibilidade

Por exemplo: Com uma sensibilidade de 1 V / 2 μm e uma mudança de tensão de 3 V, a mudança de gap seria de 6 μm (3 / 0.5).


Visão geral dos controles, indicadores e conectores do painel frontal

 

Diagrama Frontal CPL290Ajuste Zero

Ajusta a tensão de saída analógica após a sonda ser posicionada inicialmente. Normalmente, a tensão de saída analógica é ajustada para zero volt no centro da faixa. Há um ajuste aproximado (± 10 VCC), o controle externo, e um ajuste preciso (± 1 VCC), o controle interno. Quando o interruptor Zero está na posição desligado, o ajuste do zero não tem efeito.

Sensibilidade (apenas CPL290)

O CPL290 fornece uma calibração de alta sensibilidade e baixa sensibilidade para uma sonda. Consulte as folhas de calibração para obter informações específicas sobre calibração. Selecione a sensibilidade desejada com esta opção.

Sensibilidades de comutação geralmente exigem o reposicionamento da sonda.

Indicador de faixa calibrada

Os LEDs verdes indicam que a sonda está em sua faixa calibrada e a tensão de saída é uma representação precisa da posição de destino. Os LEDs vermelhos indicam que a sonda está fora da faixa e a tensão de saída não é válida.

O indicador de faixa calibrada não é afetado pelo ajuste zero. O módulo é calibrado de fábrica para zero volts no centro da faixa, no entanto, é possível ajustar a tensão de saída para zero enquanto a sonda estiver posicionada no final da faixa calibrada. Nessa situação, a sonda pode sair da faixa calibrada enquanto a tensão de saída continua válida. A tensão de saída pode continuar a mudar, mas não é mais garantido que a saída seja precisa. Nessa condição, a tensão de saída pode parecer válida, mas o indicador de faixa calibrada ficará vermelho. Os sinais indicadores fora da faixa disponíveis através do conector DAQ do sistema são ativados sempre que o indicador de faixa calibrada estiver vermelho.

saída analógica

Fornece conexão à tensão de saída analógica, que é proporcional à distância entre a sonda e a superfície do material que está sendo medido. Uma faixa de tensão de saída típica é de ± 10 VCC. Os intervalos específicos estão listados nas folhas de calibração que acompanham.

A saída analógica fornecida no conector de aquisição de dados (DAQ) na parte traseira do gabinete é diferencial. Consulte a seção do gabinete deste manual para obter detalhes sobre o conector DAQ do sistema (página 19).

Solo

Um cabo de banana pode ser conectado aqui para aterrar o alvo. Na maioria dos casos, o aterramento separado do alvo não é necessário. Se o alvo não estiver aterrado por outro caminho e a saída exibir ruído elétrico excessivo, o aterramento do alvo poderá reduzir o ruído da saída. Quando a operação com baixo ruído é crítica, o aterramento separado é recomendado, mesmo que o alvo esteja bem aterrado por outro caminho.

Conector da sonda

Conecte a sonda alinhando os pontos vermelhos nos conectores e inserindo o conector da sonda.

Para desconectar a sonda, puxe o barril serrilhado do conector da sonda para liberá-lo. NÃO PUXE NO CABO.


Medições de múltiplos canais

O uso de vários sensores no mesmo alvo requer que as tensões de excitação do sensor sejam sincronizadas. Isso é feito automaticamente pelos gabinetes da Série Elite. Além disso, números de canal pares e ímpares usam tensões de excitação invertidas (180 °). Isso elimina erros de deslocamento e escala que, de outra forma, poderiam ocorrer com alvos mal aterrados, como semicondutores. Para obter detalhes sobre o uso com alvos não aterrados e a vantagem de tensões de excitação invertidas, consulte a Lion Precision TechNote LT03-0022 Sensores capacitivos e alvos não aterrados, Disponível em www.lionprecision.com; Clique em Biblioteca Técnica.


Especificações CPL190 / CPL2901
Erro de linearidade ± 0.2% FS ou superior, dependendo da calibração
Faixa de Erro ± 0.3% FS ou superior, dependendo da calibração
Largura de banda padrão (-3 db) 15 kHz -10% + 30%
Faixa grossa de ajuste zero ± 10 VDC
Faixa de ajuste zero fina ± 1 VDC
Atende ao padrão ANSI / ASME B5.54 Sim
Intercambiabilidade da sonda Variação de sensibilidade típica para o mesmo modelo de sonda: 10%
Temperatura de Operação 4 ° -50 ° C
Estabilidade térmica 0.02% FS / ° F, 0.04% FS / ° C
Frequência típica do oscilador

Cabo da sonda <12 pés: 1 MHz

Cabo de sonda> 12 pés: 500 kHz

impedância de saída 0 Ω
Tensão máxima de saída ± 13.5 VDC
Corrente máxima de saída 10 mA

 

1Essas especificações são típicas para componentes e calibrações padrão. As personalizações podem afetar o desempenho. Verifique a folha de calibração enviada com o produto para obter detalhes específicos em seu sistema.

Em ambientes EMI altos (10 V / m), o ruído de saída pode subir para 0.2 VRMS (resolução de 1%) e a saída DC pode mudar.


Alteração das configurações de largura de banda do CPL190 / 290/490

Alteração das configurações de largura de banda do CPL190 / 290/490O CPL190 / 290/490 fornece uma chave DIP de duas posições para configurar a largura de banda.

Ao alterar a largura de banda, altere todos os módulos no sistema. Largura de banda é uma configuração para todo o sistema; comutadores de largura de banda nos módulos dentro de um sistema estão interconectados.

Todos os comutadores de largura de banda devem estar na mesma posição para resultados previsíveis.

Essa opção está localizada conforme mostrado nos desenhos à direita. A tabela a seguir mostra as larguras de banda disponíveis e suas configurações de comutador associado.

As larguras de banda listadas são aproximadas. Os valores reais dependem da sonda e da calibração.

 

CPL190 / 290 (S2) CPL490 (S1) 2 1 Notas
KHz 15 KHz 50 FORA FORA O controle da largura de banda pelo computador requer esta configuração (OFF, OFF)
KHz 10 KHz 15 FORA ON
KHz 1 KHz 10 ON FORA
100 Hz KHz 1 ON ON

 

Acesso por chave DIP de largura de banda

Tenha cuidado para trocar apenas interruptores e jumpers conforme indicado neste manual. Quaisquer outras alterações afetarão a calibração do módulo.

Acesso por chave DIP de largura de banda


Gabinetes da Série Elite

Gabinetes da Série Elite

Os gabinetes da Série Elite fornecem alojamento e sinais críticos aos módulos da Série Elite. Os sinais de saída do sensor estão disponíveis através de um conector de alta densidade no painel traseiro, configurado para conexão direta ao hardware de aquisição de dados da National Instruments ™.

O número do modelo específico do gabinete Elite Series indica o número máximo de slots disponíveis para módulos de plug-in, além de outros recursos:

Modelo Número de slots de módulo Potência de entrada Punho de estanho Flanges de montagem

EN191

1 ± 15 VDC Não Sim
EN192 2 ± 15 VDC Não Sim
EN193 3 ± 15 VDC Não Sim
EN196 6

100 250-VAC

50 / 60 Hz

Sim Não
EN198 8

100 250-VAC

50 / 60 Hz

Sim Não

 

Especificações de energia

Modelo Entrada de energia Importante
EN191, EN192, EN193

± 15 VDC ± 5%, 400mA

Máximo (uma fonte de alimentação está incluída nos pedidos)

Para manter a resolução máxima, use uma fonte de alimentação linear ou uma fonte de alimentação com frequência de comutação superior a 100 kHz, como a Fonte de alimentação Lion Precision P014-5040.

Para manter a conformidade com a CE, use a fonte de alimentação incluída ou modelo compatível com CE equivalente.

EN196, EN198

100-250 VCA, 50/60 Hz,

250 VA Máximo

 


Conector de alimentação EN191, EN192, EN193
pino Conexão
1 Solo
3 -15 VCC
4 + 15 VDC

 

Conector de alimentação EN191, EN192, EN193

 

 

 

 

 

Fonte de alimentação externa

Os sistemas EN191, EN192 e EN193 incluem uma fonte de alimentação externa. A fonte possui um conector que permite a conexão direta ao gabinete.

Esta fonte possui uma fonte de comutação de alta frequência (100kHz). A alta frequência de comutação permite que os módulos sensores operem na resolução máxima.

Tensão de Saída DC

+15 VDC; 2.0 A

-15 VDC; 1.0 A

Tensão de entrada de CA

100-240 VCA, 50/60 Hz,

1.35 A max

Fonte de alimentação externa


Pinagem do conector DAQ

Todos os pinos não listados são reservados para uso proprietário pela Lion Precision e não devem ser conectados a contatos externos.Pinagem do conector DAQ

pino Sinais de saída
11 encoder
12, 12, 15, 18, 53 Terra digital
29, 32, 64, 67 Terra analógica
23 - Saída analógica; Canal 8
25 + Saída analógica; Canal 7
26 - Saída analógica; Canal 6
28 + Saída analógica; Canal 5
30 + Saída analógica; Canal 4
31 - Saída analógica; Canal 3
33 + Saída analógica; Canal 2
34 - Saída analógica; Canal 1
57 + Saída analógica; Canal 8
58 - Saída analógica; Canal 7
60 + Saída analógica; Canal 6
61 - Saída analógica; Canal 5
63 - Saída analógica; Canal 4
65 + Saída analógica; Canal 3
66 - Saída analógica; Canal 2
68 + Saída analógica; Canal 1

 


Especificações mecânicas: EN191, EN192, EN193
Modelo 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

 

Especificações mecânicas: EN191, EN192, EN193


Especificações mecânicas: EN196, EN198
Modelo A
EN196

10.1 "

257 mm

EN198

14.3 "

364 mm

 

Especificações mecânicas: EN196, EN198


ACESSÓRIOS: Rolamento a ar C-LVDT: Sensor de contato capacitivo do tipo LVDT

O C-LVDT com rolamento de ar converte um sensor capacitivo usando uma sonda capacitiva padrão em um sensor de deslocamento de contato de alta precisão semelhante a um LVDT. A sonda capacitiva é instalada na parte superior do corpo do C-LVDT, onde mede a localização de um alvo conectado na extremidade interna da caneta. O C-LVDT usa um suporte de ar linear para movimentos quase isentos de atrito da caneta, e o rolamento de ar poroso de carbono é quadrado para impedir a rotação da caneta. A pressão de ar ajustável para estender a caneta fornece forças de contato inferiores a um grama, e o C-LVDT possui uma porta de retração através da qual a aplicação de pressão de ar retrai a caneta.

O C-LVDT usa uma ponta de diamante intercambiável. O diamante foi selecionado sobre ruby ​​pelos seguintes motivos:

  • Baixo atrito - as forças laterais causam menos deflexão lateral dos alvos móveis e menos histerese na reversão da direção.
  • Superfície altamente polida - O diamante aceita e mantém um alto polimento, minimizando a possibilidade de arranhar a superfície medida.
  • Desgaste mínimo - Maior precisão e vida útil mais longa.

Ajuste da força de contato Há um parafuso de ajuste da força de contato localizado na extremidade do corpo da sonda perto da saída do cabo. Use uma chave sextavada de 1/16 ″ para girar o ajuste no sentido horário para aumentar a força de contato ou no sentido anti-horário para diminuí-la. A força de contato também é função da pressão do ar aplicada ao C-LVDT. Para manter a força de contato constante, a pressão do ar fornecido deve ser mantida constante.

Escape de ar

O slot de 0.1 ″ ao redor do corpo próximo ao topo do C-LVDT é onde o ar é exaurido. Não prenda o C-LVDT sobre este anel. O anel deve permanecer pelo menos parcialmente limpo em todos os momentos para a operação adequada do C-LVDT.

Especificações

Faixa de Medição 0.5 mm, 0.020 pol.
Força de contato 0.2 g a 100 g
Rigidez radial <0.25 μm / g
Bearing Linear, rolamento a ar poroso
Ponta de diamante

Raio: 3.175 mm, 0.125 polegadas

Montagem: 4-48AGD Fio

Peso da massa móvel 4.2 g
Conexão de ar Tubo flexível com identificação de 1/16 de polegada
Consumo de ar 3-7 lpm, 0.10-0.25 cfm
Pressão de ar operacional 420-480 kPa, 60-70 psi
Exigência do ar Seco, filtrado para partículas com tamanho inferior a 5 μm

 

Detalhe mecânico

Detalhe Mecânico CLVDT